JP2010199568A - Method for manufacturing semiconductor substrate, and semiconductor substrate - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor substrate, and semiconductor substrate Download PDF

Info

Publication number
JP2010199568A
JP2010199568A JP2010014610A JP2010014610A JP2010199568A JP 2010199568 A JP2010199568 A JP 2010199568A JP 2010014610 A JP2010014610 A JP 2010014610A JP 2010014610 A JP2010014610 A JP 2010014610A JP 2010199568 A JP2010199568 A JP 2010199568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
source gas
compound semiconductor
flow rate
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010014610A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5427623B2 (en
Inventor
Junya Hata
淳也 秦
Tsuyoshi Nakano
強 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2010014610A priority Critical patent/JP5427623B2/en
Priority to TW099102376A priority patent/TWI498942B/en
Publication of JP2010199568A publication Critical patent/JP2010199568A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5427623B2 publication Critical patent/JP5427623B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/778Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7782Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
    • H01L29/7783Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
    • H01L29/7785Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material with more than one donor layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02373Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381Silicon, silicon germanium, germanium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02387Group 13/15 materials
    • H01L21/02395Arsenides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439Materials
    • H01L21/02455Group 13/15 materials
    • H01L21/02463Arsenides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/02543Phosphides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/02546Arsenides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/0257Doping during depositing
    • H01L21/02573Conductivity type
    • H01L21/02576N-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control p-type carrier concentration of a group III-V compound semiconductor while reducing usage of a group V raw material. <P>SOLUTION: The method includes the steps of: installing a base wafer in a reaction vessel; and epitaxially growing a group III-V compound semiconductor on the base wafer while supplying an impurity gas including a group III raw material composed of a p-type group III organic metal compound, a group V raw material composed of a group V element, and impurities which are doped in a semiconductor to be donors. In the step of epitaxially growing the p-type group III-V compound semiconductor on the base wafer, flow rate of the impurity gas and flow rate ratio of the group V raw material to the group III raw material are set so that a product of N×d (cm<SP>-2</SP>) of the residual carrier concentration N (cm<SP>-3</SP>) and the thickness d (cm) of the p-type group III-V compound semiconductor is equal to or smaller than 8.0×10<SP>11</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板の製造方法および半導体基板に関する。   The present invention relates to a semiconductor substrate manufacturing method and a semiconductor substrate.

近年、GaAs、AlGaAs、InGaAs等の3−5族化合物半導体を用いて、電界効果トランジスタ(FETと称する。)、高電子移動度トランジスタ(HEMTと称する。)、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBTと称する。)等の電子素子が製造されている。また、これらの電子素子の製造には、化合物半導体エピタキシャル基板が用いられる。化合物半導体エピタキシャル基板は、GaAs基板等の半絶縁性基板に、3−5族化合物半導体の結晶をエピタキシャル成長法により結晶成長させて製造される。エピタキシャル成長法としては、液相法、分子線エピタキシャル成長法、有機金属気相成長法(MOCVD法と称する。)等が利用される。   In recent years, field effect transistors (referred to as FETs), high electron mobility transistors (referred to as HEMTs), and heterojunction bipolar transistors (referred to as HBTs) using Group 3-5 compound semiconductors such as GaAs, AlGaAs, and InGaAs. ) Etc. are manufactured. A compound semiconductor epitaxial substrate is used for manufacturing these electronic devices. The compound semiconductor epitaxial substrate is manufactured by growing a crystal of a group 3-5 compound semiconductor on a semi-insulating substrate such as a GaAs substrate by an epitaxial growth method. As the epitaxial growth method, a liquid phase method, a molecular beam epitaxial growth method, a metal organic chemical vapor deposition method (referred to as MOCVD method), or the like is used.

特許文献1には、半絶縁性のGaAs基板と、n型GaAsの活性層との間にAlGaAsのバッファ層を有する化合物半導体エピタキシャルウェハが記載されている。バッファ層は、FETの特性を低下させるリーク電流を抑制する。またバッファ層は、上記基板もしくは基板上の不純物がFETの特性に与える影響を緩和する。特許文献1のバッファ層は、有機金属気相エピタキシャル成長法(MOVPE法と称する。)により形成され、濃度の接近したドナー不純物とアクセプタ不純物とが添加される。   Patent Document 1 describes a compound semiconductor epitaxial wafer having an AlGaAs buffer layer between a semi-insulating GaAs substrate and an n-type GaAs active layer. The buffer layer suppresses a leakage current that degrades the characteristics of the FET. The buffer layer also reduces the influence of the substrate or impurities on the substrate on the FET characteristics. The buffer layer of Patent Document 1 is formed by metal organic vapor phase epitaxy (referred to as MOVPE method), and donor impurities and acceptor impurities having close concentrations are added.

特許文献2には、MOVPE法により形成したp型バッファ層を有する3−5族化合物半導体装置が記載されている。特許文献2では、p型バッファ層における膜厚とp型キャリア濃度との関係に着目して、上記膜厚と上記p型キャリア濃度との積を、1×1010〜1×1012cm−2とすることで、3−5族化合物半導体装置のリーク電流を低減させている。
特許文献1 特開平11−345812号公報
特許文献2 特開2007−67359号公報
Patent Document 2 describes a Group 3-5 compound semiconductor device having a p-type buffer layer formed by the MOVPE method. In Patent Document 2, paying attention to the relationship between the film thickness in the p-type buffer layer and the p-type carrier concentration, the product of the film thickness and the p-type carrier concentration is set to 1 × 10 10 to 1 × 10 12 cm −. By setting it to 2 , the leakage current of the group 3-5 compound semiconductor device is reduced.
Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-345812 Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-67359

特許文献1には、バッファ層の結晶成長条件については記載されていないが、通常、MOVPE法またはMOCVD法を用いて3−5族化合物半導体を形成する場合には、PおよびAs等の5族原料は、Al、Ga、およびIn等の3族原料と比較して、非常に過剰に供給される。その結果、化合物半導体エピタキシャルウェハの製造コストが増大する。また、特許文献2においては、酸素もしくは遷移金属をドープした場合のp型バッファ層のp型キャリア濃度を制御している。しかし、特許文献2においては、5族原料の供給量については考慮されていない。   Patent Document 1 does not describe the crystal growth conditions of the buffer layer. Usually, when a Group 3-5 compound semiconductor is formed using the MOVPE method or the MOCVD method, a Group 5 such as P and As is used. The raw material is supplied in a very excessive amount as compared with Group 3 raw materials such as Al, Ga, and In. As a result, the manufacturing cost of the compound semiconductor epitaxial wafer increases. In Patent Document 2, the p-type carrier concentration of the p-type buffer layer when oxygen or a transition metal is doped is controlled. However, Patent Document 2 does not consider the supply amount of the Group 5 raw material.

製造コストを低減するには、5族原料の供給量を低減することが好ましい。しかしながら、製造コストを低減させる目的で、単純に5族原料の供給量を低減すると、3−5族化合物半導体のp型キャリア濃度が大きくなり過ぎる。その結果、イオン化できなくなった過剰のアクセプタ不純物が残留するので、3−5族化合物半導体がバッファ層として十分な性能を発揮できない。   In order to reduce the manufacturing cost, it is preferable to reduce the supply amount of the Group 5 raw material. However, if the supply amount of the Group 5 raw material is simply reduced for the purpose of reducing the manufacturing cost, the p-type carrier concentration of the Group 3-5 compound semiconductor becomes too large. As a result, excess acceptor impurities that can no longer be ionized remain, and the Group 3-5 compound semiconductor cannot exhibit sufficient performance as a buffer layer.

具体的には、MOVPE法またはMOCVD法において、3族原料は、トリメチルガリウム、およびトリメチルアルミニウム等の有機金属化合物として供給される。有機金属化合物に含まれる炭素は、結晶成長時に化合物半導体の結晶中に取り込まれる。3−5族化合物半導体の炭素濃度は、結晶成長時の3族原料に対する5族原料の比が小さいほど大きくなる。炭素は、3−5族化合物半導体の結晶中でアクセプタ不純物として振る舞うので、炭素濃度が大きくなると、3−5族化合物半導体のp型キャリア濃度が増加する。その結果、3−5族化合物半導体がバッファ層として十分な性能を発揮できない。   Specifically, in the MOVPE method or the MOCVD method, the Group 3 raw material is supplied as an organometallic compound such as trimethyl gallium and trimethyl aluminum. Carbon contained in the organometallic compound is taken into the crystal of the compound semiconductor during crystal growth. The carbon concentration of the Group 3-5 compound semiconductor increases as the ratio of the Group 5 material to the Group 3 material during crystal growth decreases. Since carbon behaves as an acceptor impurity in the crystal of the group 3-5 compound semiconductor, the p-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor increases as the carbon concentration increases. As a result, the group 3-5 compound semiconductor cannot exhibit sufficient performance as a buffer layer.

より具体的には、3−5族化合物半導体にp型キャリアが残留すると、3−5族化合物半導体の残留容量が増大するので、3−5族化合物半導体のリーク電流が増加する。その結果、3−5族化合物半導体の耐圧が低下する。また、3−5族化合物半導体に形成されるFETなどの半導体デバイスにおけるキャリア移動度が低下する。   More specifically, if p-type carriers remain in the group 3-5 compound semiconductor, the residual capacity of the group 3-5 compound semiconductor increases, and thus the leakage current of the group 3-5 compound semiconductor increases. As a result, the breakdown voltage of the group 3-5 compound semiconductor is lowered. In addition, carrier mobility in a semiconductor device such as an FET formed in a Group 3-5 compound semiconductor is lowered.

イオン化できなくなった過剰のアクセプタ不純物の残留を防ぎ、3−5族化合物半導体にバッファ層として十分な性能を発揮させるには、5族原料の供給量を低減しながらも、3−5族化合物半導体のp型キャリア濃度を適切な値に維持することが好ましい。そこで、本発明の目的は、3−5族化合物半導体の物性を損なうことなく、5族原料の使用量を低減できる3−5族化合物半導体の製造方法を提供することにある。   In order to prevent excessive acceptor impurities from being ionized and prevent the Group 3-5 compound semiconductor from exhibiting sufficient performance as a buffer layer, the Group 3-5 compound semiconductor is reduced while the supply amount of the Group 5 material is reduced. It is preferable to maintain the p-type carrier concentration at an appropriate value. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a Group 3-5 compound semiconductor capable of reducing the amount of Group 5 raw material used without impairing the physical properties of the Group 3-5 compound semiconductor.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、ベース基板(base wafer)を反応容器の内部に設置する段階と、前記反応容器に、3族元素の有機金属化合物からなる3族原料ガス、5族元素からなる5族原料ガス、および、半導体内にドープされてドナーとなる不純物を含む不純物ガスを供給して、ベース基板にp型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階とを備え、ベース基板にp型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、不純物ガスの流量、および3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比を、p型3−5族化合物半導体の残留キャリア濃度N(cm−3)および厚さd(cm)の積N×d(cm−2)が8.0×1011以下になるよう設定する、半導体基板の製造方法が提供される。ここで、「p型3−5族化合物半導体」とは、p型キャリア濃度がn型キャリア濃度よりも高い3−5族化合物半導体である。 In order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention, a step of placing a base substrate inside a reaction vessel, and the reaction vessel comprising a group 3 element organometallic compound 3 Supplying a group 5 source gas consisting of a group 5 source gas and an impurity gas containing an impurity which is doped into the semiconductor and becomes a donor to epitaxially grow a p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate And in the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, the flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas are set to be those of the p-type group 3-5 compound semiconductor. Provided is a method for manufacturing a semiconductor substrate, wherein a product N × d (cm −2 ) of a residual carrier concentration N (cm −3 ) and a thickness d (cm) is set to 8.0 × 10 11 or less. Is done. Here, the “p-type group 3-5 compound semiconductor” is a group 3-5 compound semiconductor in which the p-type carrier concentration is higher than the n-type carrier concentration.

ベース基板にp型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、p型3−5族化合物半導体上の活性層に接するショットキ電極を用いた容量電圧測定による単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満になるよう、不純物ガスの流量、および3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比を設定してもよい。 In the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, the residual capacity per unit area is 0.5 nF by capacitance voltage measurement using a Schottky electrode in contact with the active layer on the p-type group 3-5 compound semiconductor. The flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas may be set so as to be less than / cm 2 .

また、3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比を50以下に設定することが好ましい。さらに、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比は、9.0×10以下であることが好ましい。上記化合物半導体エピタキシャル基板の製造方法において、不純物は、Si、Se、Ge、Sn、SおよびTeからなる元素群より選ばれた少なくとも一つの元素を含んでもよい。上記化合物半導体エピタキシャル基板の製造において、ベース基板に、p型3−5族化合物半導体と、さらに活性層とがこの順に積層されてもよい。 Moreover, it is preferable to set the flow ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas to 50 or less. Furthermore, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas is preferably 9.0 × 10 6 or less. In the method for manufacturing a compound semiconductor epitaxial substrate, the impurity may include at least one element selected from the element group consisting of Si, Se, Ge, Sn, S, and Te. In the manufacture of the compound semiconductor epitaxial substrate, a p-type group 3-5 compound semiconductor and an active layer may be stacked in this order on the base substrate.

本発明の第2の態様においては、ベース基板と、ベース基板に、3族元素の有機金属化合物からなる3族原料ガス、5族元素からなる5族原料ガス、および、半導体内にドープされてドナーとなる不純物を含む不純物ガスを供給して、エピタキシャル成長されたp型3−5族化合物半導体と、を備え、p型3−5族化合物半導体は、残留キャリア濃度N(cm−3)および厚さd(cm)の積N×d(cm−2)が8.0×1011以下である半導体基板が提供される。 In the second aspect of the present invention, the base substrate and the base substrate are doped into a group 3 source gas composed of an organometallic compound of a group 3 element, a group 5 source gas composed of a group 5 element, and a semiconductor. A p-type group 3-5 compound semiconductor epitaxially grown by supplying an impurity gas containing an impurity serving as a donor, and the p-type group 3-5 compound semiconductor has a residual carrier concentration N (cm −3 ) and a thickness. A semiconductor substrate having a product d × cm (N × d (cm −2 )) of 8.0 × 10 11 or less is provided.

上記の半導体基板において、p型3−5族化合物半導体上の活性層に接するショットキ電極を用いた容量電圧測定において単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満であることが好ましい。上記の半導体基板においては、p型3−5族化合物半導体が、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスの流量差との比を9.0×10以下にしてエピタキシャル成長されていることが好ましい。 In the above semiconductor substrate, the residual capacity per unit area is preferably less than 0.5 nF / cm 2 in the capacity voltage measurement using the Schottky electrode in contact with the active layer on the p-type group 3-5 compound semiconductor. In the above semiconductor substrate, the p-type group 3-5 compound semiconductor is epitaxially grown with the ratio of the flow rate difference between the group 5 source gas and the group 3 source gas to the impurity gas flow rate being 9.0 × 10 6 or less. Preferably it is.

また、上記の半導体基板において、p型3−5族化合物半導体が、3族原料ガスに対する5族原料ガスの比が50以下になる条件でエピタキシャル成長されていることが好ましい。上記の半導体基板において、ドナー不純物として、Si、Se、Ge、Sn、SおよびTeからなる元素群より選ばれた少なくとも一つの元素を含んでもよい。上記の半導体基板において、ベース基板に、p型3−5族化合物半導体と、さらに活性層とがこの順に積層されてもよい。   In the above semiconductor substrate, it is preferable that the p-type group 3-5 compound semiconductor is epitaxially grown under the condition that the ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is 50 or less. In the semiconductor substrate, the donor impurity may include at least one element selected from the element group consisting of Si, Se, Ge, Sn, S, and Te. In the above semiconductor substrate, a p-type group 3-5 compound semiconductor and an active layer may be stacked in this order on the base substrate.

化合物半導体エピタキシャル基板100の断面の一例を概略的に示す。An example of the section of compound semiconductor epitaxial substrate 100 is shown roughly. 化合物半導体エピタキシャル基板100の製造方法の一例を概略的に示す。An example of the manufacturing method of the compound semiconductor epitaxial substrate 100 is shown roughly. 半導体装置300の断面の一例を概略的に示す。An example of a section of semiconductor device 300 is shown roughly. 化合物半導体エピタキシャル基板400の断面の一例を概略的に示す。An example of the section of compound semiconductor epitaxial substrate 400 is shown roughly. 化合物半導体エピタキシャル基板500の断面の一例を概略的に示す。An example of the section of compound semiconductor epitaxial substrate 500 is shown roughly. 半導体装置600の断面の一例を概略的に示す。An example of a section of semiconductor device 600 is shown roughly. 実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。The result of the capacitance voltage measurement in the compound semiconductor epitaxial substrate of Example 1 is shown. 実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。The result of the capacitance voltage measurement in the compound semiconductor epitaxial substrate of Example 1 is shown. 比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。The result of the capacitance voltage measurement in the compound semiconductor epitaxial substrate of the comparative example 2 is shown. 比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。The result of the capacitance voltage measurement in the compound semiconductor epitaxial substrate of the comparative example 2 is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。以下、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なる場合がある。また、説明の都合上、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれる場合がある。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. The drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio, and the like may be different from the actual ones. In addition, for convenience of explanation, there may be a case where the drawings have different dimensional relationships or ratios.

図1は、一実施形態に係る化合物半導体エピタキシャル基板100の断面の一例を概略的に示す。図1に示すとおり、化合物半導体エピタキシャル基板100は、ベース基板102および3−5族化合物半導体104を備える。化合物半導体エピタキシャル基板100は、半導体基板の一例である。ベース基板102は、例えば、GaAs等の3−5族化合物半導体、または、SiGe1−x(0≦x≦1)で表される4族半導体を有する。 FIG. 1 schematically shows an example of a cross section of a compound semiconductor epitaxial substrate 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the compound semiconductor epitaxial substrate 100 includes a base substrate 102 and a group 3-5 compound semiconductor 104. The compound semiconductor epitaxial substrate 100 is an example of a semiconductor substrate. The base substrate 102 includes, for example, a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs or a Group 4 semiconductor represented by Si x Ge 1-x (0 ≦ x ≦ 1).

3−5族化合物半導体104は、p型の3−5族化合物半導体である。3−5族化合物半導体104は、例えばMOCVD法により形成される。3−5族化合物半導体104は、例えば10nm以上3000nm以下の厚みを有する。3−5族化合物半導体104は、複数の層を有してもよい。   The group 3-5 compound semiconductor 104 is a p-type group 3-5 compound semiconductor. The Group 3-5 compound semiconductor 104 is formed by, for example, the MOCVD method. The Group 3-5 compound semiconductor 104 has a thickness of 10 nm to 3000 nm, for example. The group 3-5 compound semiconductor 104 may have a plurality of layers.

3−5族化合物半導体104は、3族元素の有機金属化合物からなる3族原料ガス、5族元素からなる5族原料ガス、および、ドナーとなる不純物を含む不純物ガスを、ベース基板102の一方の主面103に供給して、主面103に3−5族化合物半導体を結晶成長させることによって得られる。上記不純物は、上記3−5族化合物半導体内にドープされてドナーとして振る舞うので、3−5族化合物半導体104のn型キャリア濃度を増加させる。   The group 3-5 compound semiconductor 104 is supplied with a group 3 source gas composed of an organometallic compound of a group 3 element, a group 5 source gas composed of a group 5 element, and an impurity gas containing an impurity serving as a donor on one side of the base substrate 102. The main surface 103 is supplied, and a group 3-5 compound semiconductor is crystal-grown on the main surface 103. The impurity is doped into the group 3-5 compound semiconductor and acts as a donor, so that the n-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 is increased.

結晶成長時の3族原料に対する5族原料の比が小さいほど、3−5族化合物半導体の炭素濃度が大きくなり、3−5族化合物半導体104中のp型キャリア濃度が増加する。ところが、ドナーとして振る舞う不純物によって3−5族化合物半導体104のn型キャリア濃度が増加すると、増加したn型キャリアによりp型キャリアが補償される。その結果、3−5族化合物半導体104における残留p型キャリア濃度が低減するので、3−5族化合物半導体104はバッファ層として十分な性能を発揮する。   The smaller the ratio of the Group 5 source to the Group 3 source during crystal growth, the greater the carbon concentration of the Group 3-5 compound semiconductor, and the p-type carrier concentration in the Group 3-5 compound semiconductor 104 increases. However, when the n-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 increases due to impurities acting as donors, the p-type carriers are compensated by the increased n-type carriers. As a result, since the residual p-type carrier concentration in the group 3-5 compound semiconductor 104 is reduced, the group 3-5 compound semiconductor 104 exhibits sufficient performance as a buffer layer.

具体的には、3−5族化合物半導体104のp型キャリアが減少すると、3−5族化合物半導体104の残留容量が低下するので、3−5族化合物半導体104のリーク電流が減少する。その結果、3−5族化合物半導体104の耐圧が向上する。また、3−5族化合物半導体104に形成されるFETなどの半導体デバイスにおけるキャリア移動度が増大する。つまり、3−5族化合物半導体104の残留p型キャリア濃度が低減することにより、3−5族化合物半導体104は、大きな耐圧を有するとともに、移動度が大きな半導体デバイスの形成に適したバッファ層として機能する。   Specifically, when the p-type carrier of the group 3-5 compound semiconductor 104 decreases, the residual capacity of the group 3-5 compound semiconductor 104 decreases, and thus the leakage current of the group 3-5 compound semiconductor 104 decreases. As a result, the breakdown voltage of the group 3-5 compound semiconductor 104 is improved. In addition, carrier mobility in a semiconductor device such as an FET formed in the group 3-5 compound semiconductor 104 is increased. That is, as the residual p-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 is reduced, the group 3-5 compound semiconductor 104 has a high breakdown voltage and serves as a buffer layer suitable for forming a semiconductor device having high mobility. Function.

なお、「残留p型キャリア濃度」は、p型キャリア濃度がn型キャリア濃度より大きい場合の3−5族化合物半導体104のキャリア濃度である。同様に、p型キャリア濃度がn型キャリア濃度より小さい場合の上記キャリア濃度を、残留n型キャリア濃度と称する。以上のように、ドナーとなる不純物を含む不純物ガスを3族原料ガスおよび5族原料ガスとともに供給することにより、3−5族化合物半導体104の製造に使用する5族原料の量を低減することができる。   The “residual p-type carrier concentration” is the carrier concentration of the Group 3-5 compound semiconductor 104 when the p-type carrier concentration is higher than the n-type carrier concentration. Similarly, the carrier concentration when the p-type carrier concentration is smaller than the n-type carrier concentration is referred to as a residual n-type carrier concentration. As described above, the amount of the Group 5 source material used for manufacturing the Group 3-5 compound semiconductor 104 is reduced by supplying the impurity gas containing the impurity serving as a donor together with the Group 3 source gas and the Group 5 source gas. Can do.

図2は、一実施形態に係る化合物半導体エピタキシャル基板100の製造方法の一例を概略的に示す。図2に示すとおり、S202においてベース基板102を準備する。次に、S204において、ベース基板102の主面103に3−5族化合物半導体104をエピタキシャル成長させる。   FIG. 2 schematically shows an example of a method for manufacturing the compound semiconductor epitaxial substrate 100 according to an embodiment. As shown in FIG. 2, the base substrate 102 is prepared in S202. In step S <b> 204, the group 3-5 compound semiconductor 104 is epitaxially grown on the main surface 103 of the base substrate 102.

具体的には、3族元素の有機金属化合物を含む3族原料ガス、5族元素を含む5族原料ガス、および、ドナーとなる不純物を含む不純物ガスを、ベース基板102の一方の主面103に供給して、主面103にp型3−5族化合物半導体を結晶成長させる。3族原料ガスおよび5族原料ガスとともに供給する不純物ガスの流量に応じて、3−5族化合物半導体のp型キャリアを補償するn型キャリアの量が変化する。従って、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量の流量比に応じて、不純物ガスの流量を制御することにより、残留p型キャリア濃度を適切な値にすることができる。   Specifically, a group 3 source gas containing an organometallic compound of a group 3 element, a group 5 source gas containing a group 5 element, and an impurity gas containing an impurity serving as a donor are supplied to one main surface 103 of the base substrate 102. And a p-type group 3-5 compound semiconductor is crystal-grown on the main surface 103. The amount of the n-type carrier that compensates for the p-type carrier of the Group 3-5 compound semiconductor varies depending on the flow rate of the impurity gas supplied together with the Group 3 source gas and the Group 5 source gas. Therefore, the residual p-type carrier concentration can be set to an appropriate value by controlling the flow rate of the impurity gas according to the flow rate ratio of the flow rate of the Group 5 source gas to the flow rate of the Group 3 source gas.

ここで、本明細書において、「3族原料ガスの流量」とは、3族原料ガスの体積流量を表す。「5族原料ガスの流量」とは、5族原料ガスの体積流量を表す。「不純物ガスの流量」とは、不純物ガスの体積流量を表す。「3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比」とは、「5族原料ガスの流量」を「3族原料ガスの流量」で除した値を表す。また、上記流量比は、0℃、101.3kPa(1atm)の状態における「3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比」に換算して算出される。   Here, in this specification, “the flow rate of the Group 3 source gas” represents the volume flow rate of the Group 3 source gas. “The flow rate of the Group 5 source gas” represents the volume flow rate of the Group 5 source gas. The “impurity gas flow rate” represents the volume flow rate of the impurity gas. The “flow ratio of the Group 5 source gas to the group 3 source gas” represents a value obtained by dividing the “group 5 source gas flow rate” by the “group 3 source gas flow rate”. The flow rate ratio is calculated in terms of “flow rate ratio of Group 5 source gas to group 3 source gas flow rate” at 0 ° C. and 101.3 kPa (1 atm).

3族原料ガスは、3族元素の有機金属化合物からなる原料ガスである。3族原料ガスは、一例として、キャリアガスと一緒に反応容器の内部に供給される。3族原料ガスは、例えば、トリメチルガリウム(TMGと称する。)、トリメチルアルミニウム(TMAと称する。)、トリメチルインジウム(TMIと称する。)等のアルキル基を有する有機金属化合物を含む。上記アルキル基の炭素数は、例えば1〜3である。   The group 3 source gas is a source gas composed of an organometallic compound of a group 3 element. As an example, the Group 3 source gas is supplied into the reaction vessel together with the carrier gas. The group 3 source gas includes, for example, an organometallic compound having an alkyl group such as trimethylgallium (referred to as TMG), trimethylaluminum (referred to as TMA), trimethylindium (referred to as TMI), or the like. Carbon number of the said alkyl group is 1-3, for example.

3族原料ガスは、次のようにして供給することができる。まず、有機金属化合物を入れた原料容器を恒温槽に設置して、有機金属化合物が所定の温度になるように温度調節する。次に、原料容器にH等のキャリアガスを流入させて、有機金属化合物をバブリングさせる。これにより、有機金属化合物を気化させる。原料容器から流出してきたキャリアガスには、恒温槽の温度および原料容器内の圧力における有機金属化合物の飽和蒸気圧に応じた量の有機金属化合物が含まれる。 The group 3 source gas can be supplied as follows. First, a raw material container containing an organometallic compound is placed in a thermostatic bath, and the temperature is adjusted so that the organometallic compound reaches a predetermined temperature. Next, a carrier gas such as H 2 is introduced into the raw material container to bubble the organometallic compound. Thereby, the organometallic compound is vaporized. The carrier gas flowing out from the raw material container contains an amount of the organometallic compound according to the saturated vapor pressure of the organometallic compound at the temperature of the thermostat and the pressure in the raw material container.

3族原料ガスがキャリアガスと一緒に反応容器に供給される場合、3族原料ガスの流量は、原料容器に供給されるキャリアガスの流量をもとに、原料容器が設置された恒温槽の温度における有機金属化合物の飽和蒸気圧と原料容器内圧力とを用いて算出することができる。3族原料として複数の有機金属化合物を用いる場合、「3族原料ガスの流量」は、複数の有機金属化合物の流量を合計した値を表す。例えば、3族原料ガスとして、TMAを含む第1の3族原料ガスとTMGを含む第2の3族原料ガスとを用いて化合物半導体を形成する場合、「3族原料ガスの流量」は、第1の3族原料ガスの流量と第2の3族原料ガスの流量との和である。   When the Group 3 source gas is supplied to the reaction container together with the carrier gas, the flow rate of the Group 3 source gas is based on the flow rate of the carrier gas supplied to the source container, and the constant temperature bath in which the source container is installed. It can be calculated using the saturated vapor pressure of the organometallic compound at the temperature and the pressure in the raw material container. When a plurality of organometallic compounds are used as the Group 3 raw material, the “flow rate of the Group 3 source gas” represents a value obtained by summing the flow rates of the plurality of organometallic compounds. For example, when a compound semiconductor is formed using a first group 3 source gas containing TMA and a second group 3 source gas containing TMG as the group 3 source gas, the "group 3 source gas flow rate" This is the sum of the flow rate of the first group 3 source gas and the flow rate of the second group 3 source gas.

5族原料ガスは、5族元素を含む化合物からなる原料ガスである。5族原料ガスは、一例として、キャリアガスと一緒に反応容器の内部に供給される。5族原料ガスは、例えばアルシン等の5族元素の水素化物を含む。5族元素の有機金属化合物に含まれる炭素は、3族元素の有機金属化合物に含まれる炭素と比較して、3−5族化合物半導体104の結晶中に取り込まれにくい。そこで、5族原料ガスは、モノアルキルアルシン等の5族元素の有機金属化合物を含んでもよい。5族元素の有機金属化合物は、例えば、5族元素の水素化物の少なくとも1個の水素を炭素数が1〜4のアルキル基で置換した有機金属化合物である。   The group 5 source gas is a source gas made of a compound containing a group 5 element. As an example, the Group 5 source gas is supplied into the reaction vessel together with the carrier gas. The group 5 source gas contains a hydride of a group 5 element such as arsine. The carbon contained in the organometallic compound of the Group 5 element is less likely to be incorporated into the crystal of the Group 3-5 compound semiconductor 104 as compared to the carbon contained in the organometallic compound of the Group 3 element. Therefore, the group 5 source gas may contain an organometallic compound of a group 5 element such as monoalkylarsine. The organometallic compound of Group 5 element is, for example, an organometallic compound in which at least one hydrogen of a hydride of Group 5 element is substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

5族原料ガスは、3族原料ガスと同様にして供給される。また、5族原料ガスの流量は3族原料ガスの流量と同様にして算出される。複数の5族元素の化合物を用いる場合には、5族原料ガスの流量は、複数の5族元素の化合物の流量を合計することにより算出される。   The group 5 source gas is supplied in the same manner as the group 3 source gas. Further, the flow rate of the group 5 source gas is calculated in the same manner as the flow rate of the group 3 source gas. When a plurality of Group 5 element compounds are used, the flow rate of the Group 5 source gas is calculated by summing the flow rates of the plurality of Group 5 element compounds.

不純物ガスは、ドナーとなる不純物を含む。不純物ガスは、キャリアガスを含んでもよい。ドナーとなる不純物は、例えば、Si、Se、Ge、Sn、S、およびTeからなる元素群より選ばれた少なくとも一つの元素である。不純物ガスは、上記元素を有する水素化物、または、上記元素と、炭素数が1〜3のアルキル基とを有するアルキル化物を含んでもよい。   The impurity gas contains an impurity serving as a donor. The impurity gas may include a carrier gas. The impurity serving as a donor is, for example, at least one element selected from the element group consisting of Si, Se, Ge, Sn, S, and Te. The impurity gas may include a hydride having the above element or an alkylate having the above element and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

上記不純物は、3−5族化合物半導体104の結晶中でドナー不純物として振る舞うので、3−5族化合物半導体104のn型キャリア濃度を増加させる。3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を50以下という低い値に設定した場合、3族原料ガスに含まれる炭素が3−5族化合物半導体104の結晶に取り込まれて、p型キャリア濃度が増加する。しかし、3族原料ガスおよび5族原料ガスと一緒に不純物ガスを供給することにより、n型キャリアによりp型キャリアが補償されるので、残留p型キャリア濃度の増加を抑制できる。   Since the impurity behaves as a donor impurity in the crystal of the group 3-5 compound semiconductor 104, the n-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 is increased. When the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is set to a low value of 50 or less, the carbon contained in the group 3 source gas is taken into the crystal of the group 3-5 compound semiconductor 104, and is p-type. Carrier concentration increases. However, by supplying the impurity gas together with the group 3 source gas and the group 5 source gas, the p-type carrier is compensated for by the n-type carrier, so that an increase in the residual p-type carrier concentration can be suppressed.

また、3族原料ガスの流量、5族原料ガスの流量、および不純物ガスの流量を調整することで、3−5族化合物半導体104中のアクセプタ不純物およびドナー不純物の濃度を制御できる。従って、5族原料の使用量を低減しつつ、3−5族化合物半導体104の残留p型キャリア濃度を制御できる。   Further, by adjusting the flow rate of the Group 3 source gas, the flow rate of the Group 5 source gas, and the flow rate of the impurity gas, the concentrations of the acceptor impurity and the donor impurity in the Group 3-5 compound semiconductor 104 can be controlled. Therefore, the residual p-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 can be controlled while reducing the amount of the group 5 material used.

具体的には、ベース基板102に3−5族化合物半導体104をエピタキシャル成長させる段階において、不純物ガスの流量、および3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比を、3−5族化合物半導体104の残留キャリア濃度N(cm−3)および厚さd(cm)の積N×d(cm−2)が8.0×1011以下になるよう設定する。当該設定により、3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比に応じて生じるp型キャリアが、不純物ガスにより補償される。その結果、5族原料の使用量を低減しつつ、バッファ層としての十分な性能を有する3−5族化合物半導体104を結晶成長させることができる。 Specifically, in the stage of epitaxially growing the Group 3-5 compound semiconductor 104 on the base substrate 102, the flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas are set to be those of the Group 3-5 compound semiconductor 104. The product N × d (cm −2 ) of the residual carrier concentration N (cm −3 ) and the thickness d (cm) is set to 8.0 × 10 11 or less. With this setting, p-type carriers generated according to the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas are compensated by the impurity gas. As a result, the group 3-5 compound semiconductor 104 having sufficient performance as a buffer layer can be crystal-grown while reducing the amount of group 5 raw material used.

ここで、本明細書において、「3−5族化合物半導体104の残留キャリア濃度」とは、p型キャリア濃度からn型キャリア濃度を引いた値を意味する。上記キャリア濃度は、3−5族化合物半導体104の静電容量−電圧特性(C−V特性と称する)から算出できる。「3−5族化合物半導体104の厚さ」とは、FET等の半導体装置のバッファ層に適した領域の平均膜厚を示す。平均膜厚は、例えば、上記領域の5点における膜厚の算術平均である。上記膜厚は、SEMまたはTEMを用いた観察により算出できる。   In this specification, “residual carrier concentration of group 3-5 compound semiconductor 104” means a value obtained by subtracting n-type carrier concentration from p-type carrier concentration. The carrier concentration can be calculated from the capacitance-voltage characteristics (referred to as CV characteristics) of the group 3-5 compound semiconductor 104. “Thickness of the group 3-5 compound semiconductor 104” indicates an average film thickness of a region suitable for a buffer layer of a semiconductor device such as an FET. The average film thickness is, for example, an arithmetic average of film thicknesses at five points in the above region. The film thickness can be calculated by observation using SEM or TEM.

5族原料ガスの流量を低減させるには、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が50以下となるように、3族原料ガスおよび5族原料ガスを供給することが好ましい。つまり、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が50以下であり、かつ、3−5族化合物半導体104の膜厚に3−5族化合物半導体104のキャリア濃度を乗じた値が8.0×1011cm−2以下となるように設定されてもよい。当該条件下で3−5族化合物半導体104を結晶成長させることにより、3−5族化合物半導体104中のアクセプタ不純物およびドナー不純物の濃度を制御しつつ、5族原料ガスの使用量を大幅に抑制することができる。 In order to reduce the flow rate of the Group 5 source gas, it is preferable to supply the Group 3 source gas and the Group 5 source gas so that the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas is 50 or less. That is, the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is 50 or less, and the film thickness of the group 3-5 compound semiconductor 104 is multiplied by the carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104. It may be set to be 8.0 × 10 11 cm −2 or less. Crystal growth of the Group 3-5 compound semiconductor 104 under the above conditions greatly reduces the amount of Group 5 source gas used while controlling the concentration of acceptor impurities and donor impurities in the Group 3-5 compound semiconductor 104 can do.

3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を30以下にすれば、5族原料ガスの流量をさらに低減することができる。従って、流量比を30以下にすることが、さらに好ましい。なお、3−5族化合物半導体104を結晶成長させるには、3族原料ガスおよび5族原料ガスが必要なので、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比は、0.1以上であることが好ましい。   If the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas is set to 30 or less, the group 5 source gas flow rate can be further reduced. Therefore, it is more preferable to set the flow rate ratio to 30 or less. In addition, since the group 3 source gas and the group 5 source gas are required for crystal growth of the group 3-5 compound semiconductor 104, the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is 0.1 or more. Preferably there is.

ベース基板102に3−5族化合物半導体104をエピタキシャル成長させる段階においては、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比を9.0×10以下に設定することが好ましい。不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比を8.4×10以下にしてもよい。不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比を当該値に設定することにより、バッファ層としての十分な性能を有する3−5族化合物半導体104を結晶成長させることができる。 In the stage of epitaxially growing the Group 3-5 compound semiconductor 104 on the base substrate 102, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas is set to 9.0 × 10 6 or less. Is preferred. The ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the impurity gas flow rate may be 8.4 × 10 6 or less. Crystal growth of the Group 3-5 compound semiconductor 104 having sufficient performance as a buffer layer is performed by setting the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the impurity gas flow rate to the value. Can do.

ここで、「不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比」は、「5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量との差」を「不純物ガスの流量」で除した値を表す。また、上記の比は、0℃、101.3kPa(1atm)の状態における「不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比」に換算して算出される。不純物ガスが水素などの他のガスにより希釈されている場合には、不純物ガスの流量は、不純物ガスの濃度が100%である場合に換算して算出される。   Here, “the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas” is the “difference between the flow rate of the Group 5 source gas and the group 3 source gas” The value divided by "flow rate". Further, the above ratio is calculated in terms of “the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas” at 0 ° C. and 101.3 kPa (1 atm). When the impurity gas is diluted with another gas such as hydrogen, the flow rate of the impurity gas is calculated by conversion when the impurity gas concentration is 100%.

なお、不純物ガス、5族原料ガス、および3族原料ガスの流量の関係を示す指標として「不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比」を用いることにより、5族原料ガスと3族原料ガスとの流量比および流量差に起因するp型キャリア濃度と、不純物ガスに起因するn型キャリア濃度との関係を把握しやすくなる。また、「不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比」の値が与えられると、不純物ガス、5族原料ガス、および3族原料ガスのいずれかのガスの流量を決定することにより、その他のガスの流量を一義的に決定することができる。   By using “ratio of flow rate difference between Group 5 source gas and Group 3 source gas with respect to the flow rate of impurity gas” as an index indicating the relationship between the flow rates of impurity gas, Group 5 source gas, and Group 3 source gas, It becomes easy to grasp the relationship between the p-type carrier concentration caused by the flow rate ratio and the flow rate difference between the group 5 source gas and the group 3 source gas and the n-type carrier concentration caused by the impurity gas. In addition, given the value of “the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas”, either of the impurity gas, the Group 5 source gas, and the Group 3 source gas By determining the flow rate, the flow rates of other gases can be uniquely determined.

本実施形態において、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比を制御する場合について説明したが、さらに、反応容器の成長温度、圧力、結晶成長速度などを制御してもよい。結晶成長の際の反応容器の成長温度は、成長温度が変化しても原料の反応分解速度が変化しない、原料供給律速となる条件の温度領域において好適に選ばれる。例えば、3−5族化合物半導体であるn−GaAs層のキャリア濃度に応じて成長温度を選択することができる。   In the present embodiment, the case of controlling the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas with respect to the impurity gas flow rate has been described. Further, the growth temperature, pressure, crystal growth rate, etc. of the reaction vessel are controlled. May be. The growth temperature of the reaction vessel at the time of crystal growth is preferably selected in a temperature range where the raw material supply rate is controlled so that the reaction decomposition rate of the raw material does not change even if the growth temperature changes. For example, the growth temperature can be selected according to the carrier concentration of the n-GaAs layer that is a Group 3-5 compound semiconductor.

また、結晶成長の際の成長圧力は、成長させる3−5族化合物半導体104の面内均一性と原料効率との関係に基づいて設定される。具体的には、成長圧力を下げるほど面内均一性が良好になるものの、原料効率が悪くなるので、これら2つの要因がバランスした最適な成長圧力が設定される。さらに、3−5族化合物半導体104の結晶成長速度は、原料供給律速の条件下では3族原料ガスの流量によって決定される。例えば、当該結晶成長速度は、成長装置に設置されたガス流量計の制御範囲の中央付近であり、ガス流量と成長速度との線形性が良好な流量での成長速度条件が設定される。   The growth pressure during crystal growth is set based on the relationship between the in-plane uniformity of the 3-5 group compound semiconductor 104 to be grown and the raw material efficiency. Specifically, the lower the growth pressure, the better the in-plane uniformity, but the lower the raw material efficiency. Therefore, an optimal growth pressure that balances these two factors is set. Furthermore, the crystal growth rate of the Group 3-5 compound semiconductor 104 is determined by the flow rate of the Group 3 source gas under the condition of source supply rate-limiting. For example, the crystal growth rate is near the center of the control range of a gas flow meter installed in the growth apparatus, and a growth rate condition is set at a flow rate with good linearity between the gas flow rate and the growth rate.

図3は、一実施形態に係る半導体装置300の断面の一例を概略的に示す。半導体装置300は、ベース基板102、3−5族化合物半導体104、および活性層310を、この順に備える。3−5族化合物半導体104は、化合物半導体エピタキシャル基板100の場合と同様にして形成できる。活性層310は、例えば3−5族化合物半導体である。   FIG. 3 schematically illustrates an example of a cross section of a semiconductor device 300 according to an embodiment. The semiconductor device 300 includes a base substrate 102, a group 3-5 compound semiconductor 104, and an active layer 310 in this order. The group 3-5 compound semiconductor 104 can be formed in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 100. The active layer 310 is, for example, a group 3-5 compound semiconductor.

図4は、別の実施形態に係る化合物半導体エピタキシャル基板400の断面の一例を概略的に示す。化合物半導体エピタキシャル基板400は、ベース基板102、3−5族化合物半導体104、活性層310、およびコンタクト層420を、この順に備える。化合物半導体エピタキシャル基板400は、半導体基板の一例である。   FIG. 4 schematically shows an example of a cross section of a compound semiconductor epitaxial substrate 400 according to another embodiment. The compound semiconductor epitaxial substrate 400 includes a base substrate 102, a group 3-5 compound semiconductor 104, an active layer 310, and a contact layer 420 in this order. The compound semiconductor epitaxial substrate 400 is an example of a semiconductor substrate.

ベース基板102は、例えば、GaAs等の3−5族化合物半導体、または、SiGe1−x(0≦x≦1)で表される4族半導体を有する。ベース基板102は、半絶縁性のGaAs基板であってもよい。ベース基板102は、ベース基板102の表面の結晶学的面方位が、1つの(100)面または当該(100)面と等価な面の結晶学的面方位から傾いており、その傾きの大きさが0.05°以上1°以下である半絶縁性の単結晶GaAs基板であってもよい。ベース基板102は、Si基板、SOI(silicon−on−insulator)基板、Ge基板またはGOI(germanium−on−insulator)基板に、GaAs等の3−5族化合物半導体が形成された積層基板であってもよい。 The base substrate 102 includes, for example, a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs or a Group 4 semiconductor represented by Si x Ge 1-x (0 ≦ x ≦ 1). The base substrate 102 may be a semi-insulating GaAs substrate. In the base substrate 102, the crystallographic plane orientation of the surface of the base substrate 102 is tilted from the crystallographic plane orientation of one (100) plane or a plane equivalent to the (100) plane, and the magnitude of the tilt. May be a semi-insulating single-crystal GaAs substrate having an angle of 0.05 ° to 1 °. The base substrate 102 is a laminated substrate in which a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs is formed on an Si substrate, an SOI (silicon-on-insulator) substrate, a Ge substrate, or a GOI (germanium-on-insulator) substrate. Also good.

3−5族化合物半導体104は、例えば、ベース基板102を設置した減圧バレル型の反応容器に、3族原料ガス、5族原料ガス、および不純物ガスを供給して、ベース基板102の一方の主面103に3−5族化合物半導体を結晶成長させて得られる。このとき、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が50以下、さらに好ましくは30以下となるように、3族原料ガスおよび5族原料ガスを供給することで、5族原料の使用量を低減しつつ、3−5族化合物半導体104のp型キャリア濃度を制御できる。上記反応容器には、3族原料ガス、5族原料ガス、および不純物ガスの他に、キャリアガス、バランスガス、およびその他の原料ガス等が供給されてもよい。   For example, the Group 3-5 compound semiconductor 104 supplies a group 3 source gas, a group 5 source gas, and an impurity gas to a reduced pressure barrel type reaction vessel in which the base substrate 102 is installed. It is obtained by growing a group 3-5 compound semiconductor on the surface 103. At this time, by supplying the group 3 source gas and the group 5 source gas so that the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is 50 or less, more preferably 30 or less, The p-type carrier concentration of the group 3-5 compound semiconductor 104 can be controlled while reducing the amount used. In addition to the Group 3 source gas, the Group 5 source gas, and the impurity gas, a carrier gas, a balance gas, and other source gases may be supplied to the reaction vessel.

不純物ガスの流量、および5族原料ガスと3族原料ガスとの流量比は、化合物半導体エピタキシャル基板400のショットキ電極を用いた容量電圧測定において、残留する電荷に起因する単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満となるように設定されることが好ましい。不純物ガスの流量、および3族原料ガスに対する5族原料ガスの流量比は、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が50以下であり、かつ、3−5族化合物半導体104の膜厚に3−5族化合物半導体104のキャリア濃度を乗じた値が8.0×1011cm−2以下となり、かつ、化合物半導体エピタキシャル基板400の容量電圧測定において、残留する電荷に起因する単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満となるように設定されてもよい。 The flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas are determined by the residual capacity per unit area caused by the residual charge in the capacitance voltage measurement using the Schottky electrode of the compound semiconductor epitaxial substrate 400. It is preferably set to be less than 0.5 nF / cm 2 . The flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas is such that the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas is 50 or less, and the Group 3-5 compound semiconductor 104 A unit obtained by multiplying the film thickness by the carrier concentration of the Group 3-5 compound semiconductor 104 is 8.0 × 10 11 cm −2 or less, and in the capacitance voltage measurement of the compound semiconductor epitaxial substrate 400, The residual capacity per area may be set to be less than 0.5 nF / cm 2 .

3−5族化合物半導体104の容量電圧測定は、例えば、化合物半導体エピタキシャル基板400のコンタクト層420をエッチングなどにより除去することにより形成した、活性層310に接するショットキ電極に電圧を印加することで実施できる。ショットキ電極として、Al、Ag、Au、およびCu等を利用できる。なお、ショットキ電極については、図4には図示していない。   The capacitance voltage measurement of the Group 3-5 compound semiconductor 104 is performed by, for example, applying a voltage to a Schottky electrode in contact with the active layer 310 formed by removing the contact layer 420 of the compound semiconductor epitaxial substrate 400 by etching or the like. it can. Al, Ag, Au, Cu, or the like can be used as the Schottky electrode. Note that the Schottky electrode is not shown in FIG.

例えば、活性層310の表面に、内側電極と、内側電極の周囲を囲み内側電極から離間して配置された外側電極とを形成することで、上記ショットキ電極を形成できる。外側電極の内部には、開口が形成されてもよい。内側電極は、例えば上記開口の内側に形成される。内側電極の中心と外側電極の中心とは、実質的に一致してもよい。上記開口の中心と外側電極の中心とが実質的に一致してもよい。上記開口の中心と内側電極の中心とが実質的に一致してもよい。   For example, the Schottky electrode can be formed by forming the inner electrode and the outer electrode surrounding the inner electrode and spaced apart from the inner electrode on the surface of the active layer 310. An opening may be formed inside the outer electrode. The inner electrode is formed, for example, inside the opening. The center of the inner electrode and the center of the outer electrode may substantially coincide. The center of the opening may be substantially coincident with the center of the outer electrode. The center of the opening and the center of the inner electrode may substantially coincide.

内側電極の形状は、例えば円形である。上記開口の形状は、内側電極の形状と相似であってもよい。上記開口の大きさは、内側電極より大きいことが好ましい。外側電極の面積は、内側電極の面積の10倍以上、好ましくは1000倍以上であることが好ましい。外側電極の面積は、2cm以上であってもよい。外側電極の外延の形状は特に限定されるものではなく、内側電極の形状と相似であってもよい。 The shape of the inner electrode is, for example, a circle. The shape of the opening may be similar to the shape of the inner electrode. The size of the opening is preferably larger than the inner electrode. The area of the outer electrode is preferably 10 times or more, more preferably 1000 times or more the area of the inner electrode. The area of the outer electrode may be 2 cm 2 or more. The outer shape of the outer electrode is not particularly limited, and may be similar to the shape of the inner electrode.

外側電極の外延の形状は、正多角形であってもよい。例えば、円形の内側電極と、円形の開口と、正方形の外側電極とが、それぞれの中心が一致するように形成される。内側電極と外側電極との間に電圧を印加することで、容量電圧測定を実施できる。当該方法によれば、内側電極の面積値と、内側電極および外側電極の間隔の値とを用いて、各材料の容量値を計算できる。   The outwardly extending shape of the outer electrode may be a regular polygon. For example, a circular inner electrode, a circular opening, and a square outer electrode are formed so that their centers coincide. Capacitance voltage measurement can be performed by applying a voltage between the inner electrode and the outer electrode. According to this method, the capacitance value of each material can be calculated using the area value of the inner electrode and the value of the interval between the inner electrode and the outer electrode.

活性層310は、一例として、GaAs、AlGaAs、InGaP、およびInGaAs等の3−5族化合物半導体を有する。活性層310は、歪みInGaAsを有してもよい。活性層310は、例えば、FET能動層として機能する。コンタクト層420は、GaAs、およびInGaAs等の3−5族化合物半導体を有してもよい。   The active layer 310 includes, for example, a group 3-5 compound semiconductor such as GaAs, AlGaAs, InGaP, and InGaAs. The active layer 310 may have strained InGaAs. The active layer 310 functions as, for example, an FET active layer. The contact layer 420 may include a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs and InGaAs.

図5は、さらに別の実施形態に係る化合物半導体エピタキシャル基板500の断面の一例を概略的に示す。化合物半導体エピタキシャル基板500は、ベース基板502、バッファ層504、バック側電子供給層506、バック側スペーサー層508、チャネル層510、フロント側スペーサー層512、フロント側電子供給層514、バリア層516、およびコンタクト層520をこの順に備える。化合物半導体エピタキシャル基板500は、半導体基板の一例である。バッファ層504は、ベース基板502の一方の主面503に結晶成長して形成される。チャネル層510は、活性層の一例である。   FIG. 5 schematically shows an example of a cross section of a compound semiconductor epitaxial substrate 500 according to yet another embodiment. The compound semiconductor epitaxial substrate 500 includes a base substrate 502, a buffer layer 504, a back side electron supply layer 506, a back side spacer layer 508, a channel layer 510, a front side spacer layer 512, a front side electron supply layer 514, a barrier layer 516, and A contact layer 520 is provided in this order. The compound semiconductor epitaxial substrate 500 is an example of a semiconductor substrate. The buffer layer 504 is formed by crystal growth on one main surface 503 of the base substrate 502. The channel layer 510 is an example of an active layer.

ベース基板502とベース基板102とは、同様の構成を有する。バッファ層504と3−5族化合物半導体104とは、同様の構成を有する。バッファ層504は、複数の層を有してよい。バッファ層504における複数の層の少なくとも一部が、3−5族化合物半導体104と同様の構成を有してもよい。バッファ層504は、例えば10nm以上3000nm以下の厚みを有する。チャネル層510と活性層310とは同様の構成を有する。コンタクト層520は、コンタクト層420と同様の構成を有する。そこで、ベース基板502、バッファ層504、チャネル層510、およびコンタクト層520については説明を省略する。   The base substrate 502 and the base substrate 102 have the same configuration. The buffer layer 504 and the group 3-5 compound semiconductor 104 have the same configuration. The buffer layer 504 may include a plurality of layers. At least some of the plurality of layers in the buffer layer 504 may have a configuration similar to that of the group 3-5 compound semiconductor 104. The buffer layer 504 has a thickness of 10 nm or more and 3000 nm or less, for example. The channel layer 510 and the active layer 310 have the same configuration. Contact layer 520 has a configuration similar to that of contact layer 420. Therefore, description of the base substrate 502, the buffer layer 504, the channel layer 510, and the contact layer 520 is omitted.

バック側電子供給層506およびフロント側電子供給層514は、チャネル層510に電子を供給する。バック側電子供給層506およびフロント側電子供給層514は、AlGaAs等の3−5族化合物半導体を有してもよい。バック側スペーサー層508およびフロント側スペーサー層512は、チャネル層510に含まれる化合物半導体のバンドギャップより広いバンドギャップを有する化合物半導体を有してもよい。バリア層516は、AlGaAs等の3−5族化合物半導体を有する。バリア層516には、FET等の電子素子のゲート電極が形成される。コンタクト層520は、例えばGaAs、InGaAs等の3−5族化合物半導体を有する。   The back side electron supply layer 506 and the front side electron supply layer 514 supply electrons to the channel layer 510. The back side electron supply layer 506 and the front side electron supply layer 514 may include a Group 3-5 compound semiconductor such as AlGaAs. The back side spacer layer 508 and the front side spacer layer 512 may include a compound semiconductor having a wider band gap than that of the compound semiconductor included in the channel layer 510. The barrier layer 516 includes a Group 3-5 compound semiconductor such as AlGaAs. In the barrier layer 516, a gate electrode of an electronic element such as an FET is formed. The contact layer 520 includes a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs or InGaAs.

バッファ層504により容量を形成した場合の化合物半導体エピタキシャル基板500の容量電圧測定は、例えば、コンタクト層520をエッチングなどにより除去して、バリア層516に形成した一対のショットキ電極に電圧を印加することで実施できる。ショットキ電極として、Al、Ag、Au、およびCu等を利用できる。なお、ショットキ電極については、図5には図示していない。   The capacitance voltage measurement of the compound semiconductor epitaxial substrate 500 when the capacitance is formed by the buffer layer 504 is performed by, for example, removing the contact layer 520 by etching and applying a voltage to a pair of Schottky electrodes formed on the barrier layer 516. Can be implemented. Al, Ag, Au, Cu, or the like can be used as the Schottky electrode. Note that the Schottky electrode is not shown in FIG.

図6は、別の実施形態に係る半導体装置600の断面の一例を概略的に示す。半導体装置600は、例えばHEMTである。半導体装置600は、ベース基板502、バッファ層504、バック側電子供給層506、バック側スペーサー層508、チャネル層510、フロント側スペーサー層512、フロント側電子供給層514、およびバリア層516をこの順に備える。半導体装置600は、バリア層516に接するコンタクト層622およびコンタクト層624と、制御電極636とを備える。半導体装置600は、コンタクト層622に接するドレイン電極632と、コンタクト層624に接するソース電極634とを備える。   FIG. 6 schematically shows an example of a cross section of a semiconductor device 600 according to another embodiment. The semiconductor device 600 is, for example, a HEMT. The semiconductor device 600 includes a base substrate 502, a buffer layer 504, a back side electron supply layer 506, a back side spacer layer 508, a channel layer 510, a front side spacer layer 512, a front side electron supply layer 514, and a barrier layer 516 in this order. Prepare. The semiconductor device 600 includes a contact layer 622 and a contact layer 624 that are in contact with the barrier layer 516, and a control electrode 636. The semiconductor device 600 includes a drain electrode 632 in contact with the contact layer 622 and a source electrode 634 in contact with the contact layer 624.

ドレイン電極632およびソース電極634は、例えば、コンタクト層622およびコンタクト層624とオーミック接合を形成する。コンタクト層622およびコンタクト層624は、一例として、GaAsおよびInGaAs等の3−5族化合物半導体を有する。制御電極636は、ドレイン電極632およびソース電極634に流れる電流を制御する。ドレイン電極632、ソース電極634、および制御電極636は、アルミニウム、銅、金、銀、白金、タングステンその他の金属、およびこれらの合金、または、高濃度にドープされたシリコン等の半導体であってよい。   For example, the drain electrode 632 and the source electrode 634 form an ohmic junction with the contact layer 622 and the contact layer 624. For example, the contact layer 622 and the contact layer 624 include a Group 3-5 compound semiconductor such as GaAs and InGaAs. The control electrode 636 controls the current flowing through the drain electrode 632 and the source electrode 634. The drain electrode 632, the source electrode 634, and the control electrode 636 may be a semiconductor such as aluminum, copper, gold, silver, platinum, tungsten, other metals, and alloys thereof, or highly doped silicon. .

半導体装置600は、例えば、以下の手順で製造される。まず、図5に示した化合物半導体エピタキシャル基板500を準備する。次に、化合物半導体エピタキシャル基板500のコンタクト層520の一部をエッチングなどによりパターニング除去してコンタクト層622およびコンタクト層624を形成し、バリア層516を露出させる。その後、ドレイン電極632、ソース電極634、および制御電極636を形成することで、半導体装置600を製造できる。   For example, the semiconductor device 600 is manufactured by the following procedure. First, the compound semiconductor epitaxial substrate 500 shown in FIG. 5 is prepared. Next, part of the contact layer 520 of the compound semiconductor epitaxial substrate 500 is removed by patterning by etching or the like to form a contact layer 622 and a contact layer 624, and the barrier layer 516 is exposed. Thereafter, the drain electrode 632, the source electrode 634, and the control electrode 636 are formed, whereby the semiconductor device 600 can be manufactured.

本実施形態において、半導体装置がHEMTの場合について説明したが、半導体装置は、HEMTに限定されない。半導体装置は、HBTまたはFET等の電子デバイスだけでなく、発光素子、受光素子、または半導体回路であってもよい。   Although the case where the semiconductor device is a HEMT has been described in the present embodiment, the semiconductor device is not limited to a HEMT. The semiconductor device may be a light emitting element, a light receiving element, or a semiconductor circuit as well as an electronic device such as an HBT or FET.

(実施例1)
化合物半導体エピタキシャル基板500を、以下の手順で製作した。ベース基板502として、半絶縁性のGaAs単結晶基板を準備した。準備したGaAs単結晶基板を、減圧バレル型のMOCVD炉に設置した。次に、バッファ層504として、膜厚が500nmのp−Al0.25Ga0.75Asを形成した。p−Al0.25Ga0.75Asの形成には、3族原料ガスとして、第1の3族原料ガスとしてのTMAと、第2の3族原料ガスとしてのTMGとを用いた。また、5族原料ガスとして、アルシン(AsH)を含む原料ガスを用いた。不純物ガスとして、ジシラン(Si)を含むガスを用いた。不純物ガスの流量は、101.3kPa、0℃の条件に換算して、ジシランの流量が、6.20×10−5cm/分となるよう設定した。キャリアガスとして、高純度水素を用いた。
Example 1
The compound semiconductor epitaxial substrate 500 was manufactured by the following procedure. A semi-insulating GaAs single crystal substrate was prepared as the base substrate 502. The prepared GaAs single crystal substrate was placed in a vacuum barrel type MOCVD furnace. Next, p-Al 0.25 Ga 0.75 As having a thickness of 500 nm was formed as the buffer layer 504. For the formation of p-Al 0.25 Ga 0.75 As, TMA as the first group 3 source gas and TMG as the second group 3 source gas were used as the group 3 source gas. A source gas containing arsine (AsH 3 ) was used as the group 5 source gas. A gas containing disilane (Si 2 H 6 ) was used as the impurity gas. The flow rate of the impurity gas was set so that the flow rate of disilane was 6.20 × 10 −5 cm 3 / min in terms of 101.3 kPa and 0 ° C. High purity hydrogen was used as a carrier gas.

バッファ層504の形成において、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が30となるように、第1の3族原料ガス、第2の3族原料ガス、および5族原料ガスを、MOCVD炉に供給した。具体的には、第1の3族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の条件に換算して、TMAの流量が2.7cm/分となるよう設定した。第2の3族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の条件に換算して、TMGの流量が10.6cm/分となるよう設定した。5族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の条件に換算して、アルシンの流量が400cm/分となるよう設定した。その他の結晶成長条件として、MOCVD炉内における成長圧力が10.13kPa、成長温度が650℃、成長速度が1〜3μm/hrという条件を選択した。 In the formation of the buffer layer 504, the first Group 3 source gas, the second Group 3 source gas, and the Group 5 source gas are adjusted so that the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the group 3 source gas is 30. And supplied to the MOCVD furnace. Specifically, the flow rate of the first Group 3 source gas was set so that the flow rate of TMA was 2.7 cm 3 / min in terms of 101.3 kPa and 0 ° C. The flow rate of the second group 3 source gas was set so that the flow rate of TMG was 10.6 cm 3 / min in terms of 101.3 kPa and 0 ° C. The flow rate of the Group 5 source gas was set so that the flow rate of arsine was 400 cm 3 / min in terms of 101.3 kPa and 0 ° C. As other crystal growth conditions, a condition in which the growth pressure in the MOCVD furnace was 10.13 kPa, the growth temperature was 650 ° C., and the growth rate was 1 to 3 μm / hr was selected.

5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差は、386.7cm/分であった。従って、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比は、6.24×10であった。また、不純物ガス流量に対する5族原料ガスの流量比は、6.45×10であった。 The flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas was 386.7 cm 3 / min. Therefore, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas was 6.24 × 10 6 . Further, the flow rate ratio of the group 5 source gas to the impurity gas flow rate was 6.45 × 10 6 .

次に、バック側電子供給層506として、膜厚が3nmのn−Al0.22Ga0.78Asを形成した。バック側電子供給層506の残留n型キャリア濃度は、3×1018cm−3であった。次に、バック側スペーサー層508として、膜厚が3nmのi−Al0.22Ga0.78Asを形成した。 Next, n-Al 0.22 Ga 0.78 As having a thickness of 3 nm was formed as the back-side electron supply layer 506. The residual n-type carrier concentration of the back side electron supply layer 506 was 3 × 10 18 cm −3 . Next, i-Al 0.22 Ga 0.78 As having a thickness of 3 nm was formed as the back-side spacer layer 508.

次に、チャネル層510として、歪みInGaAs層を形成した。歪みInGaAs層として、膜厚が14nmのi−In0.20Ga0.80Asを形成した。i−In0.20Ga0.80Asの3族原料ガスとして、TMIを含む第1の3族原料ガスとTMGを含む第2の3族原料ガスとを用いた。 Next, a strained InGaAs layer was formed as the channel layer 510. As a strained InGaAs layer, i-In 0.20 Ga 0.80 As having a thickness of 14 nm was formed. As a group 3 source gas of i-In 0.20 Ga 0.80 As, a first group 3 source gas containing TMI and a second group 3 source gas containing TMG were used.

次に、フロント側スペーサー層512として、膜厚が3nmのi−Al0.22Ga0.78Asを形成した。次に、フロント側電子供給層514として、膜厚が9nmのn−Al0.22Ga0.78Asを形成した。フロント側電子供給層514の残留n型キャリア濃度は、3×1018cm−3であった。最後に、バリア層516として、膜厚が50nmのi−Al0.22Ga0.78Asを形成した。 Next, i-Al 0.22 Ga 0.78 As having a thickness of 3 nm was formed as the front spacer layer 512. Next, n-Al 0.22 Ga 0.78 As having a thickness of 9 nm was formed as the front-side electron supply layer 514. The residual n-type carrier concentration of the front-side electron supply layer 514 was 3 × 10 18 cm −3 . Finally, i-Al 0.22 Ga 0.78 As having a thickness of 50 nm was formed as the barrier layer 516.

図7は、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。図7の横軸はバイアス電圧[V]を示す。縦軸は静電容量[F]を示す。図8は、図7に示した容量電圧測定の結果における縦軸を単位面積当たりの静電容量[F/cm]に変換した図を示す。容量電圧測定は、バリア層516の表面にショットキ電極を形成して実施した。 FIG. 7 shows the results of capacitance voltage measurement on the compound semiconductor epitaxial substrate of Example 1. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the bias voltage [V]. The vertical axis represents the capacitance [F]. FIG. 8 shows a diagram in which the vertical axis in the result of the capacitive voltage measurement shown in FIG. 7 is converted into a capacitance [F / cm 2 ] per unit area. The capacitance voltage measurement was performed by forming a Schottky electrode on the surface of the barrier layer 516.

ショットキ電極として、開口を有する外側電極と、当該開口の内側に配置された内側電極とを形成した。内側電極の形状は、直径500μmの円形とした。外側電極の開口の形状は、直径540μmの円形とした。外側電極の外延の形状は円形とした。外側電極の面積は、2cm以上であった。内側電極、外側電極、および開口は、中心が一致するように設計した。外側電極および内側電極の材料として、Alを用いた。内側電極と外側電極との間に電圧を加えて、容量電圧測定を実施した。 As the Schottky electrode, an outer electrode having an opening and an inner electrode arranged inside the opening were formed. The shape of the inner electrode was a circle having a diameter of 500 μm. The shape of the opening of the outer electrode was a circle having a diameter of 540 μm. The outer electrode has a circular shape. The area of the outer electrode was 2 cm 2 or more. The inner electrode, outer electrode, and aperture were designed to be centered. Al was used as the material for the outer and inner electrodes. Capacitance voltage measurement was performed by applying a voltage between the inner electrode and the outer electrode.

図7に示すとおり、残留容量は1pF未満であった。また、図8に示すとおり、単位面積当たりの残留容量は、1pFを内側電極の面積(2.0×10−3cm)で割って得られる値未満、すなわち0.5nF/cm未満である。容量電圧測定において、約2.6Vから約3.1Vの範囲内のバイアス電圧で静電容量が急峻に低下し、良好なピンチオフ特性を示した。ピンチオフ電圧は、−2.8Vであった。ここで、ピンチオフ電圧とは、n型キャリア濃度が1×1015cm−3となるときの電圧を表す。 As shown in FIG. 7, the residual capacity was less than 1 pF. Further, as shown in FIG. 8, the residual capacity per unit area is less than a value obtained by dividing 1 pF by the area of the inner electrode (2.0 × 10 −3 cm 2 ), that is, less than 0.5 nF / cm 2 . is there. In the capacitance voltage measurement, the electrostatic capacitance decreased sharply at a bias voltage in the range of about 2.6 V to about 3.1 V, and good pinch-off characteristics were exhibited. The pinch-off voltage was -2.8V. Here, the pinch-off voltage represents a voltage when the n-type carrier concentration is 1 × 10 15 cm −3 .

容量電圧測定結果を用いて、バッファ層504のp型キャリア濃度および残留p型キャリア濃度を算出した。ここで、バッファ層504のp型キャリア濃度とは、ジシランをドーピングしない状態で形成した場合のバッファ層504のp型キャリア濃度を表す。また、バッファ層504の残留p型キャリア濃度とは、ジシランをドーピングしたことによるn型キャリアによって補償された後のp型キャリア濃度を表す。   The p-type carrier concentration and the residual p-type carrier concentration of the buffer layer 504 were calculated using the capacitance voltage measurement results. Here, the p-type carrier concentration of the buffer layer 504 represents the p-type carrier concentration of the buffer layer 504 when formed without doping disilane. Further, the residual p-type carrier concentration of the buffer layer 504 represents the p-type carrier concentration after being compensated by the n-type carrier by doping disilane.

バッファ層504のp型キャリア濃度は3.3×1016cm−3であり、残留p型キャリア濃度は5.0×1015cm−3であった。即ち、バッファ層504の膜厚に、バッファ層504の残留p型キャリア濃度を乗じた値は、2.5×1011cm−2となり、8.0×1011cm−2以下であった。 The buffer layer 504 had a p-type carrier concentration of 3.3 × 10 16 cm −3 and a residual p-type carrier concentration of 5.0 × 10 15 cm −3 . That is, the value obtained by multiplying the film thickness of the buffer layer 504 by the residual p-type carrier concentration of the buffer layer 504 was 2.5 × 10 11 cm −2 , which was 8.0 × 10 11 cm −2 or less.

また、バッファ層504の耐圧測定を実施した。耐圧測定においては、電子伝導による耐圧とホール伝導による耐圧とを測定した。耐圧測定は、以下の手順で実施した。まず、化合物半導体エピタキシャル基板500表面から130nmをエッチングしてバッファ層504を露出させた。次に、露出したバッファ層に、対抗電極を設置した。対抗電極の間隔は5μmとした。対抗電極の幅は200μmとした。電子伝導による耐圧測定には、AuGe/Ni/Au電極を用いた。ホール伝導による耐圧測定には、AuZn電極を用いた。電子伝導による耐圧は22Vであり、ホール伝導による耐圧は48Vであり、良好なバッファ耐圧が得られた。   In addition, the breakdown voltage of the buffer layer 504 was measured. In the breakdown voltage measurement, the breakdown voltage due to electron conduction and the breakdown voltage due to hole conduction were measured. The breakdown voltage measurement was performed according to the following procedure. First, 130 nm was etched from the surface of the compound semiconductor epitaxial substrate 500 to expose the buffer layer 504. Next, a counter electrode was placed on the exposed buffer layer. The distance between the counter electrodes was 5 μm. The width of the counter electrode was 200 μm. An AuGe / Ni / Au electrode was used for pressure resistance measurement by electron conduction. An AuZn electrode was used for the pressure resistance measurement by hole conduction. The withstand voltage due to electron conduction was 22V, the withstand voltage due to hole conduction was 48V, and a good buffer withstand voltage was obtained.

さらに、化合物半導体エピタキシャル基板500のホール測定を実施した。ホール測定は、Van der Pauw法により実施した。300Kでの2次元電子ガス濃度は、2.4×1012cm−2であった。300Kでの電子移動度は、7600cm/Vsであった。また、77Kでの2次元電子ガス濃度は、2.5×1012cm−2であった。77Kでの電子移動度は、24000cm/Vsであった。 Furthermore, the hole measurement of the compound semiconductor epitaxial substrate 500 was implemented. Hall measurement was performed by the Van der Pauw method. The two-dimensional electron gas concentration at 300 K was 2.4 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 300 K was 7600 cm 2 / Vs. The two-dimensional electron gas concentration at 77 K was 2.5 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 77 K was 24000 cm 2 / Vs.

(実施例2)
実施例2として、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を30として、不純物ガスの流量を減少させて、実施例1と同様の構造を有する化合物半導体エピタキシャル基板500を製造した。実施例2の化合物半導体エピタキシャル基板500は、不純物ガスの流量を減少させてバッファ層504を形成した以外は、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様にして製造した。具体的には、不純物ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、ジシランの流量が5.40×10−5cm/分となるよう設定した。
(Example 2)
As Example 2, the compound semiconductor epitaxial substrate 500 having the same structure as that of Example 1 was manufactured by setting the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the flow rate of the Group 3 source gas to 30 and decreasing the flow rate of the impurity gas. The compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 2 was manufactured in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1 except that the buffer layer 504 was formed by reducing the flow rate of the impurity gas. Specifically, the flow rate of the impurity gas was set so that the flow rate of disilane was 5.40 × 10 −5 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C.

実施例2における5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差は、実施例1と同様に386.7cm/分であった。不純物ガスであるジシランの流量が5.40×10−5cm/分なので、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比は、7.16×10であった。また、不純物ガス流量に対する5族原料ガスの流量比は、7.41×10であった。 The flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas in Example 2 was 386.7 cm 3 / min, as in Example 1. Since the flow rate of the impurity gas disilane is 5.40 × 10 −5 cm 3 / min, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the impurity gas flow rate is 7.16 × 10 6 . there were. The flow rate ratio of the Group 5 source gas to the impurity gas flow rate was 7.41 × 10 6 .

実施例2の化合物半導体エピタキシャル基板500において、バッファ層504のp型キャリア濃度、即ちジシランをドーピングしない状態で形成した場合のバッファ層504のp型キャリア濃度は、3.3×1016cm−3であった。また、残留p型キャリア濃度、即ち、ジシランをドーピングしたことによるn型キャリアによって補償された後のp型キャリア濃度は、8.0×1015cm−3であった。即ち、バッファ層504の膜厚に、バッファ層504のキャリア濃度を乗じた値は、4.0×1011cm−2となり、8.0×1011cm−2より小さかった。 In the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 2, the p-type carrier concentration of the buffer layer 504, that is, the p-type carrier concentration of the buffer layer 504 when formed without doping disilane is 3.3 × 10 16 cm −3. Met. Further, the residual p-type carrier concentration, that is, the p-type carrier concentration after being compensated by the n-type carrier by doping disilane was 8.0 × 10 15 cm −3 . That is, the value obtained by multiplying the film thickness of the buffer layer 504 by the carrier concentration of the buffer layer 504 was 4.0 × 10 11 cm −2 , which was smaller than 8.0 × 10 11 cm −2 .

実施例2のバッファ層504の電子伝導による耐圧は23Vであり、ホール伝導による耐圧は37Vであった。ホール伝導による耐圧は実施例1のバッファ層504の耐圧よりも低下したが、十分に良好なバッファ耐圧が得られた。   The withstand voltage due to electron conduction of the buffer layer 504 of Example 2 was 23V, and the withstand voltage due to hole conduction was 37V. Although the breakdown voltage due to hole conduction was lower than the breakdown voltage of the buffer layer 504 of Example 1, a sufficiently good buffer breakdown voltage was obtained.

(実施例3)
実施例3として、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を30として、不純物ガスの流量をさらに減少させて、実施例1および実施例2と同様の構造を有する化合物半導体エピタキシャル基板500を製造した。実施例3の化合物半導体エピタキシャル基板500は、不純物ガスの流量を減少させてバッファ層504を形成した以外は、実施例1および実施例2の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様にして製造した。具体的には、不純物ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、ジシランの流量が4.58×10−5cm/分となるよう設定した。
Example 3
As Example 3, the compound semiconductor epitaxial substrate having the same structure as in Example 1 and Example 2 with the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the flow rate of the Group 3 source gas being 30 and the impurity gas flow rate being further reduced 500 was produced. The compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 3 was manufactured in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1 and Example 2 except that the buffer layer 504 was formed by reducing the flow rate of the impurity gas. Specifically, the flow rate of the impurity gas was set so that the flow rate of disilane was 4.58 × 10 −5 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C.

実施例3における5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差は、実施例1と同様に386.7cm/分であった。不純物ガスであるジシランの流量が4.58×10−5cm/分なので、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比は、8.44×10であった。また、不純物ガス流量に対する5族原料ガスの流量比は、8.73×10であった。 The flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas in Example 3 was 386.7 cm 3 / min, as in Example 1. Since the flow rate of disilane, which is an impurity gas, is 4.58 × 10 −5 cm 3 / min, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas is 8.44 × 10 6 . there were. Further, the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the impurity gas flow rate was 8.73 × 10 6 .

実施例3の化合物半導体エピタキシャル基板500において、バッファ層504のp型キャリア濃度、即ちジシランをドーピングしない状態で形成した場合のバッファ層504のp型キャリア濃度は、3.3×1016cm−3であった。また、残留p型キャリア濃度、即ち、ジシランをドーピングしたことによるn型キャリアによって補償された後のp型キャリア濃度は、1.4×1016cm−3であった。即ち、バッファ層504の膜厚に、バッファ層504のキャリア濃度を乗じた値は、7.0×1011cm−2となり、8.0×1011cm−2より小さかった。 In the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 3, the p-type carrier concentration of the buffer layer 504, that is, the p-type carrier concentration of the buffer layer 504 when formed without doping disilane is 3.3 × 10 16 cm −3. Met. Further, the residual p-type carrier concentration, that is, the p-type carrier concentration after being compensated by the n-type carrier by doping disilane was 1.4 × 10 16 cm −3 . That is, a value obtained by multiplying the film thickness of the buffer layer 504 by the carrier concentration of the buffer layer 504 was 7.0 × 10 11 cm −2 , which was smaller than 8.0 × 10 11 cm −2 .

実施例2のバッファ層504の電子伝導による耐圧は25Vであり、ホール伝導による耐圧は26Vであった。ホール伝導による耐圧は実施例2のバッファ層504の耐圧よりもさらに低下したが、十分に良好なバッファ耐圧が得られた。   The withstand voltage due to electron conduction of the buffer layer 504 of Example 2 was 25V, and the withstand voltage due to hole conduction was 26V. Although the withstand voltage due to hole conduction was further lower than the withstand voltage of the buffer layer 504 of Example 2, a sufficiently good buffer withstand voltage was obtained.

(比較例1)
比較例1として、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を70として、実施例1と同様の構造を有する化合物半導体エピタキシャル基板を製造した。比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板は、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を70として、不純物ガスを供給しないでバッファ層を形成した以外は、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様の条件下で製造した。具体的には、第1の3族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、TMAの流量が2.7cm/分となるよう設定した。第2の3族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、TMGの流量が10.6cm/分となるよう設定した。5族原料ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、アルシンの流量が930cm/分となるよう設定した。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a compound semiconductor epitaxial substrate having a structure similar to that of Example 1 was manufactured with a flow rate ratio of the Group 5 source gas to the group 3 source gas being 70. The compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 1 is the compound semiconductor epitaxial substrate of Example 1 except that the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the group 3 source gas is 70 and the buffer layer is formed without supplying the impurity gas. It was produced under the same conditions as 500. Specifically, the flow rate of the first Group 3 source gas was set so that the flow rate of TMA was 2.7 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C. The flow rate of the second group 3 source gas was set so that the flow rate of TMG was 10.6 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C. The flow rate of the Group 5 source gas was set so that the flow rate of arsine was 930 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C.

比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板において、バッファ層のp型キャリア濃度は、5×1015cm−3であった。即ち、バッファ層の膜厚に、バッファ層のキャリア濃度を乗じた値は、2.5×1011cm−2となり、8.0×1011cm−2以下であった。なお、比較例1においては、残留p型キャリア濃度はp型キャリア濃度と等しい。 In the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 1, the buffer layer had a p-type carrier concentration of 5 × 10 15 cm −3 . That is, the value obtained by multiplying the thickness of the buffer layer by the carrier concentration of the buffer layer was 2.5 × 10 11 cm −2 , which was 8.0 × 10 11 cm −2 or less. In Comparative Example 1, the residual p-type carrier concentration is equal to the p-type carrier concentration.

比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板について、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板と同様に、容量電圧測定を実施した。その結果、残留容量は1pF未満であるとともに、単位面積当たりの残留容量は0.5nF/cmであり、良好なピンチオフ特性を示した。また、容量電圧測定において、ピンチオフ電圧、即ち、n型キャリア濃度が1×1015cm−3となるときの電圧は−2.9Vであった。 About the compound semiconductor epitaxial substrate of the comparative example 1, the capacity voltage measurement was implemented similarly to the compound semiconductor epitaxial substrate of the example 1. As a result, the residual capacity was less than 1 pF, and the residual capacity per unit area was 0.5 nF / cm 2 , indicating good pinch-off characteristics. In the capacitance voltage measurement, the pinch-off voltage, that is, the voltage when the n-type carrier concentration is 1 × 10 15 cm −3 was −2.9 V.

比較例1のバッファ層について、実施例1のバッファ層504と同様に、耐圧測定を実施した。電子伝導による耐圧は26Vであり、ホール伝導による耐圧は42Vであり、良好なバッファー耐圧が得られた。   With respect to the buffer layer of Comparative Example 1, withstand voltage measurement was performed in the same manner as the buffer layer 504 of Example 1. The withstand voltage due to electron conduction was 26V, the withstand pressure due to hole conduction was 42V, and a good buffer withstand voltage was obtained.

比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板について、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様に、ホール測定を実施した。300Kでの2次元電子ガス濃度は、2.4×1012cm−2であった。300Kでの電子移動度は、7600cm/Vsであった。また、77Kでの2次元電子ガス濃度は、2.5×1012cm−2であった。77Kでの電子移動度は、25000cm/Vsであった。 For the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 1, hole measurement was performed in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1. The two-dimensional electron gas concentration at 300 K was 2.4 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 300 K was 7600 cm 2 / Vs. The two-dimensional electron gas concentration at 77 K was 2.5 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 77 K was 25000 cm 2 / Vs.

(比較例2)
比較例2として、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比を30として、不純物ガスの流量を減少させて、実施例1と同様の構造を有する化合物半導体エピタキシャル基板を製造した。比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板は、不純物ガスの流量を減少させてバッファ層を形成した以外は、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様にして製造した。具体的には、不純物ガスの流量は、101.3kPa、0℃の標準条件に換算して、ジシランの流量が4.12×10−5cm/分となるよう設定した。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a compound semiconductor epitaxial substrate having the same structure as in Example 1 was manufactured by setting the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the flow rate of the Group 3 source gas to 30 and decreasing the flow rate of the impurity gas. The compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1 except that the buffer layer was formed by reducing the flow rate of the impurity gas. Specifically, the flow rate of the impurity gas was set so that the flow rate of disilane was 4.12 × 10 −5 cm 3 / min in terms of standard conditions of 101.3 kPa and 0 ° C.

比較例2における5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差は、実施例1と同様に386.7cm/分であった。不純物ガスであるジシランの流量が4.12×10−5cm/分なので、不純物ガスの流量に対する5族原料ガスと3族原料ガスとの流量差の比は、9.39×10であった。また、不純物ガス流量に対する5族原料ガスの流量比は、9.71×10であった。 The flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas in Comparative Example 2 was 386.7 cm 3 / min, as in Example 1. Since the flow rate of the impurity gas disilane is 4.12 × 10 −5 cm 3 / min, the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the impurity gas flow rate is 9.39 × 10 6 . there were. The flow rate ratio of the Group 5 source gas to the impurity gas flow rate was 9.71 × 10 6 .

比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板において、バッファ層のp型キャリア濃度、即ちジシランをドーピングしない状態での元々のp型キャリア濃度は、3.3×1016cm−3であった。また、残留p型キャリア濃度、即ち、n型キャリア濃度によって補償された後のp型キャリア濃度は、2.0×1016cm−3であった。即ち、バッファ層504の膜厚に、バッファ層504のキャリア濃度を乗じた値は、1.0×1012cm−2となり、8.0×1011cm−2より大きかった。 In the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 2, the p-type carrier concentration of the buffer layer, that is, the original p-type carrier concentration without doping disilane was 3.3 × 10 16 cm −3 . Further, the residual p-type carrier concentration, that is, the p-type carrier concentration after being compensated by the n-type carrier concentration was 2.0 × 10 16 cm −3 . That is, the value obtained by multiplying the thickness of the buffer layer 504 by the carrier concentration of the buffer layer 504 was 1.0 × 10 12 cm −2 , which was larger than 8.0 × 10 11 cm −2 .

図9は、比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板における容量電圧測定の結果を示す。図10は、図9に示した容量電圧測定の結果における縦軸を単位面積当たりの静電容量[F/cm]に変換した図を示す。比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板について、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様に、容量電圧測定を実施した。図9に示すとおり、p型キャリアが残留して17pFの残留容量が生じた。残留容量17pFを内側電極の面積(2.0×10−3cm)で割ることにより、単位面積当たりの残留容量は8.7nF/cmと算出された。 FIG. 9 shows the results of capacitance voltage measurement on the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 2. FIG. 10 shows a diagram in which the vertical axis in the result of the capacitive voltage measurement shown in FIG. 9 is converted into a capacitance [F / cm 2 ] per unit area. For the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 2, the capacitance voltage measurement was performed in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1. As shown in FIG. 9, p-type carriers remained, resulting in a residual capacity of 17 pF. By dividing the residual capacity of 17 pF by the area of the inner electrode (2.0 × 10 −3 cm 2 ), the residual capacity per unit area was calculated to be 8.7 nF / cm 2 .

図9および図10を図7および図8と比較すると、ピンチオフ特性が悪化したことがわかる。具体的には、約2.6Vから約3.0Vのバイアス電圧の範囲内で、残留容量が17pFに低減した後、さらに、約4.5V以上のバイアス電圧において残留容量がさらに低下した。p型キャリアのエネルギー準位が深いので、約4.5V以下の電圧においてはp型キャリアが残留していたことが原因であると考えられる。比較例2におけるピンチオフ電圧、即ち、n型キャリア濃度が1×1015cm−3となるときの電圧は−2.5Vであった。 9 and 10 are compared with FIGS. 7 and 8, it can be seen that the pinch-off characteristics are deteriorated. Specifically, after the residual capacitance was reduced to 17 pF within a bias voltage range of about 2.6 V to about 3.0 V, the residual capacitance was further reduced at a bias voltage of about 4.5 V or more. Since the energy level of the p-type carrier is deep, it is considered that the p-type carrier remains at a voltage of about 4.5 V or less. The pinch-off voltage in Comparative Example 2, that is, the voltage when the n-type carrier concentration was 1 × 10 15 cm −3 was −2.5V.

比較例2のバッファ層について、実施例1のバッファ層504と同様に、耐圧測定を実施した。電子伝導による耐圧は23Vであり、ホール伝導による耐圧は7Vであった。実施例1、実施例2、実施例3、および比較例1に比べて、ホール伝導耐圧が大きく低下していることがわかる。   With respect to the buffer layer of Comparative Example 2, withstand voltage measurement was performed in the same manner as the buffer layer 504 of Example 1. The breakdown voltage due to electron conduction was 23V, and the breakdown voltage due to hole conduction was 7V. Compared with Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1, it can be seen that the hole conduction breakdown voltage is greatly reduced.

比較例2の化合物半導体エピタキシャル基板について、実施例1の化合物半導体エピタキシャル基板500と同様に、ホール測定を実施した。300Kでの2次元電子ガス濃度は、2.1×1012cm−2であった。300Kでの電子移動度は、7600cm/Vsであった。また、77Kでの2次元電子ガス濃度は、2.1×1012cm−2であった。77Kでの電子移動度は、25000cm/Vsであった。p型キャリアにより中性領域が発生して、2次元電子ガス濃度が低下したと考えられる。 For the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 2, hole measurement was performed in the same manner as the compound semiconductor epitaxial substrate 500 of Example 1. The two-dimensional electron gas concentration at 300 K was 2.1 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 300 K was 7600 cm 2 / Vs. The two-dimensional electron gas concentration at 77 K was 2.1 × 10 12 cm −2 . The electron mobility at 77 K was 25000 cm 2 / Vs. It is considered that the neutral region was generated by the p-type carrier and the two-dimensional electron gas concentration was lowered.

表1は、実施例1から比較例2までのそれぞれにおけるバッファー成長条件を示す。表2は、実施例1から比較例2までのそれぞれにおけるバッファー成長結果を示す。表2におけるn耐圧は電子伝導による耐圧を示す。p耐圧はホール伝導による耐圧を示す。表3は、実施例1から比較例2までのそれぞれにおける活性層特性を示す。

Figure 2010199568
Figure 2010199568
Figure 2010199568
Table 1 shows the buffer growth conditions in each of Example 1 to Comparative Example 2. Table 2 shows the results of buffer growth in each of Example 1 to Comparative Example 2. The n breakdown voltage in Table 2 indicates the breakdown voltage due to electron conduction. The p breakdown voltage indicates a breakdown voltage due to hole conduction. Table 3 shows the active layer characteristics in each of Example 1 to Comparative Example 2.
Figure 2010199568
Figure 2010199568
Figure 2010199568

表2から明らかなように、ホール伝導による耐圧は、比較例2において顕著に低下している。また、表3から明らかなように、単位面積当たりの残留容量は、比較例2において顕著に低下している。   As is apparent from Table 2, the breakdown voltage due to hole conduction is significantly reduced in Comparative Example 2. Further, as apparent from Table 3, the residual capacity per unit area is significantly reduced in Comparative Example 2.

そこで、比較例2を実施例3と比較する。比較例2と実施例3との間では、不純物ガスであるジシランの流量が異なる。つまり、比較例2と実施例3との間では、ジシランの流量に対する5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差の比が異なる。ジシランの流量に対して、5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差が適当な量でない場合に、残留p型キャリア濃度が適正値を上回ることで残留容量が増加するとともに、ホール伝導による耐圧が低下すると考えられる。   Therefore, Comparative Example 2 is compared with Example 3. Between Comparative Example 2 and Example 3, the flow rate of disilane which is an impurity gas is different. That is, the ratio of the difference between the flow rate of the Group 5 source gas and the flow rate of the Group 3 source gas with respect to the flow rate of disilane differs between Comparative Example 2 and Example 3. When the difference between the flow rate of the group 5 source gas and the flow rate of the group 3 source gas with respect to the flow rate of disilane is not an appropriate amount, the residual p-type carrier concentration exceeds the appropriate value and the residual capacity increases. It is considered that the breakdown voltage due to conduction decreases.

実施例3におけるジシランの流量に対する5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差の比が8.44×10であるのに対して、比較例2におけるジシランの流量に対する5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差の比は9.39×10である。従って、ジシランの流量に対する5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差の比が、約9.0×10以下である場合に良好なバッファー性能を有する化合物半導体が成長すると考えられる。ジシランの流量に対する5族原料ガスの流量と3族原料ガスの流量の差の比は、8.44×10以下であってもよい。 The ratio of the difference between the flow rate of the Group 5 source gas and the flow rate of the Group 3 source gas to the flow rate of disilane in Example 3 is 8.44 × 10 6 , whereas the Group 5 source material with respect to the flow rate of disilane in Comparative Example 2 The ratio of the difference between the gas flow rate and the Group 3 source gas flow rate is 9.39 × 10 6 . Therefore, it is considered that a compound semiconductor having good buffer performance grows when the ratio of the difference between the flow rate of the group 5 source gas and the flow rate of the group 3 source gas with respect to the flow rate of disilane is about 9.0 × 10 6 or less. . The ratio of the difference between the flow rate of the Group 5 source gas and the flow rate of the Group 3 source gas to the flow rate of disilane may be 8.44 × 10 6 or less.

また、実施例3におけるジシランの流量に対する5族原料ガスの流量が8.73×10であるのに対して、比較例2におけるジシランの流量に対する5族原料ガスの流量比は9.71×10である。従って、3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が30である場合には、ジシランの流量に対する5族原料ガスの流量比が、約9.0×10以下である場合に良好なバッファ性能を有する化合物半導体が成長すると考えられる。3族原料ガスの流量に対する5族原料ガスの流量比が30である場合には、ジシランの流量に対する5族原料ガスの流量比は、8.73×10以下であってもよい。 Further, the flow rate of the Group 5 source gas with respect to the flow rate of disilane in Example 3 is 8.73 × 10 6 , whereas the flow rate ratio of the Group 5 source gas with respect to the flow rate of disilane in Comparative Example 2 is 9.71 × 10 6 . Therefore, when the flow rate ratio of the group 5 source gas to the flow rate of the group 3 source gas is 30, it is good when the flow rate ratio of the group 5 source gas to the flow rate of disilane is about 9.0 × 10 6 or less. It is considered that a compound semiconductor having a good buffer performance will grow. When the flow rate ratio of the group 5 source gas to the flow rate of the group 3 source gas is 30, the flow rate ratio of the group 5 source gas to the flow rate of disilane may be 8.73 × 10 6 or less.

さらに、実施例3における残留キャリア濃度と膜厚との積が7.0×1011であるのに対して、比較例2における残留キャリア濃度と膜厚との積は、1.0×1012である。従って、残留キャリア濃度と膜厚との積が8.0×1011以下である場合に良好なバッファ性能を有する化合物半導体が成長すると考えられる。残留キャリア濃度と膜厚との積は、7.0×1011以下であってもよい。 Further, the product of the residual carrier concentration and the film thickness in Example 3 is 7.0 × 10 11 , whereas the product of the residual carrier concentration and the film thickness in Comparative Example 2 is 1.0 × 10 12. It is. Therefore, it is considered that a compound semiconductor having good buffer performance grows when the product of the residual carrier concentration and the film thickness is 8.0 × 10 11 or less. The product of the residual carrier concentration and the film thickness may be 7.0 × 10 11 or less.

以上のとおり、実施例1、実施例2、および実施例3の化合物半導体エピタキシャル基板は、比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板と比較して、5族原料ガスを約60%削減したにもかかわらず、比較例1の化合物半導体エピタキシャル基板と同等のデバイス特性を示している。一方、比較例2に示すように、単に、5族原料ガスを削減しただけでは、十分な特性を得られていない。即ち、本願発明に係る構成を採用することにより、5族原料ガスの使用量を大幅に削減したにもかかわらず、良好なデバイス特性を示す3−5族化合物半導体が得られた。これにより、化合物半導体エピタキシャル基板および半導体装置の製造コストを大きく低減することができる。   As described above, the compound semiconductor epitaxial substrates of Example 1, Example 2, and Example 3 were less than the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 1 by reducing the Group 5 source gas by about 60%. The device characteristics equivalent to those of the compound semiconductor epitaxial substrate of Comparative Example 1 are shown. On the other hand, as shown in Comparative Example 2, sufficient characteristics cannot be obtained simply by reducing the Group 5 source gas. That is, by adopting the configuration according to the present invention, a Group 3-5 compound semiconductor showing good device characteristics was obtained despite the significant reduction in the amount of Group 5 source gas used. Thereby, the manufacturing cost of the compound semiconductor epitaxial substrate and the semiconductor device can be greatly reduced.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, and method shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly “before”, “prior”, etc. It should be noted that it can be implemented in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 化合物半導体エピタキシャル基板、102 ベース基板、103 主面、 104 3−5族化合物半導体、 300 半導体装置、 310 活性層、 400 化合物半導体エピタキシャル基板、 420 コンタクト層、 500 化合物半導体エピタキシャル基板、 502 ベース基板、 503 主面、 504 バッファ層、 506 バック側電子供給層、 508 バック側スペーサー層、 510 チャネル層、 512 フロント側スペーサー層、 514 フロント側電子供給層、 516 バリア層、 520 コンタクト層、 600 半導体装置、 622 コンタクト層、 624 コンタクト層、 632 ドレイン電極、 634 ソース電極、 636 制御電極   100 compound semiconductor epitaxial substrate, 102 base substrate, 103 main surface, 104 3-5 group compound semiconductor, 300 semiconductor device, 310 active layer, 400 compound semiconductor epitaxial substrate, 420 contact layer, 500 compound semiconductor epitaxial substrate, 502 base substrate, 503 main surface, 504 buffer layer, 506 back side electron supply layer, 508 back side spacer layer, 510 channel layer, 512 front side spacer layer, 514 front side electron supply layer, 516 barrier layer, 520 contact layer, 600 semiconductor device, 622 contact layer, 624 contact layer, 632 drain electrode, 634 source electrode, 636 control electrode

Claims (12)

ベース基板を反応容器の内部に設置する段階と、
前記反応容器の内部に、3族元素の有機金属化合物からなる3族原料ガス、5族元素を含む化合物からなる5族原料ガス、および、半導体内にドープされてドナーとなる不純物を含む不純物ガスを供給して、前記ベース基板にp型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階と
を備え、
前記ベース基板に前記p型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、前記不純物ガスの流量、および前記3族原料ガスに対する前記5族原料ガスの流量比を、前記p型3−5族化合物半導体の残留キャリア濃度N(cm−3)および厚さd(cm)の積N×d(cm−2)が8.0×1011以下になるよう設定する、
半導体基板の製造方法。
Installing a base substrate inside the reaction vessel;
An impurity gas containing a group 3 source gas composed of an organometallic compound of a group 3 element and a group 5 source gas composed of a compound containing a group 5 element, and an impurity doped into a semiconductor to serve as a donor. And epitaxially growing a p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate,
In the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, the flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas are set as the p-type group 3-5 compound. A product N × d (cm −2 ) of the residual carrier concentration N (cm −3 ) and thickness d (cm) of the semiconductor is set to 8.0 × 10 11 or less.
A method for manufacturing a semiconductor substrate.
前記ベース基板に前記p型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、前記3族原料ガスに対する前記5族原料ガスの流量比を50以下に設定する、
請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
In the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, a flow rate ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas is set to 50 or less.
A method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1.
前記ベース基板に前記p型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、さらに、前記p型3−5族化合物半導体上の活性層に接するショットキ電極を用いた容量電圧測定による単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満になるよう、前記不純物ガスの流量、および前記3族原料ガスに対する前記5族原料ガスの流量比を設定する、
請求項1または2に記載の半導体基板の製造方法。
In the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, the residual per unit area by capacitance voltage measurement using a Schottky electrode in contact with the active layer on the p-type group 3-5 compound semiconductor is further provided. Setting the flow rate of the impurity gas and the flow rate ratio of the Group 5 source gas to the Group 3 source gas so that the capacity is less than 0.5 nF / cm 2 ;
The manufacturing method of the semiconductor substrate of Claim 1 or 2.
前記ベース基板に前記p型3−5族化合物半導体をエピタキシャル成長させる段階において、前記不純物ガスの流量に対する前記5族原料ガスと前記3族原料ガスとの流量差の比を9.0×10以下に設定する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
In the step of epitaxially growing the p-type group 3-5 compound semiconductor on the base substrate, a ratio of a flow rate difference between the group 5 source gas and the group 3 source gas to a flow rate of the impurity gas is 9.0 × 10 6 or less. Set to
The manufacturing method of the semiconductor substrate as described in any one of Claim 1 to 3.
前記不純物ガスは、Si、Se、Ge、Sn、SおよびTeからなる元素群より選ばれた少なくとも一つの元素を含む、
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
The impurity gas contains at least one element selected from the element group consisting of Si, Se, Ge, Sn, S, and Te.
The manufacturing method of the semiconductor substrate as described in any one of Claim 1 to 4.
前記ベース基板に、前記p型3−5族化合物半導体と、さらに活性層とが、この順に積層されてなる、
請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
The p-type group 3-5 compound semiconductor and further an active layer are stacked in this order on the base substrate.
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1.
ベース基板と、
3族元素の有機金属化合物からなる3族原料ガス、5族元素からなる5族原料ガス、および、半導体内にドープされてドナーとなる不純物を含む不純物ガスを供給して、前記ベース基板上でエピタキシャル成長されたp型3−5族化合物半導体と
を備え、
前記p型3−5族化合物半導体は、残留キャリア濃度N(cm−3)および厚さd(cm)の積N×d(cm−2)が8.0×1011以下である、
半導体基板。
A base substrate;
On the base substrate, a group 3 source gas composed of an organometallic compound of a group 3 element, a group 5 source gas composed of a group 5 element, and an impurity gas containing an impurity doped into a semiconductor and serving as a donor are supplied on the base substrate. An epitaxially grown p-type group 3-5 compound semiconductor, and
In the p-type group 3-5 compound semiconductor, a product N × d (cm −2 ) of a residual carrier concentration N (cm −3 ) and a thickness d (cm) is 8.0 × 10 11 or less.
Semiconductor substrate.
前記p型3−5族化合物半導体は、前記3族原料ガスに対する前記5族原料ガスの比が50以下になる条件でエピタキシャル成長された、
請求項7に記載の半導体基板。
The p-type group 3-5 compound semiconductor was epitaxially grown under the condition that the ratio of the group 5 source gas to the group 3 source gas was 50 or less.
The semiconductor substrate according to claim 7.
前記p型3−5族化合物半導体上の活性層に接するショットキ電極を用いた容量電圧測定において単位面積当たりの残留容量が0.5nF/cm未満である、
請求項7または8に記載の半導体基板。
In the capacitance voltage measurement using a Schottky electrode in contact with the active layer on the p-type group 3-5 compound semiconductor, the residual capacitance per unit area is less than 0.5 nF / cm 2 .
The semiconductor substrate according to claim 7 or 8.
前記p型3−5族化合物半導体は、前記不純物ガスの流量に対する前記5族原料ガスと前記3族原料ガスとの流量差の比が9.0×10以下になる条件でエピタキシャル成長された、
請求項7から9のいずれか一項に記載の半導体基板。
The p-type Group 3-5 compound semiconductor was epitaxially grown under the condition that the ratio of the flow rate difference between the Group 5 source gas and the Group 3 source gas to the flow rate of the impurity gas was 9.0 × 10 6 or less.
The semiconductor substrate as described in any one of Claim 7 to 9.
ドナー不純物として、Si、Se、Ge、Sn、SおよびTeからなる元素群より選ばれた少なくとも一つの元素を含む、
請求項7から10のいずれか一項に記載の半導体基板。
Including at least one element selected from the element group consisting of Si, Se, Ge, Sn, S and Te as a donor impurity;
The semiconductor substrate according to claim 7.
前記ベース基板に、前記p型3−5族化合物半導体と、さらに活性層とが、この順に積層されてなる、
請求項7から11のいずれか一項に記載の半導体基板。
The p-type group 3-5 compound semiconductor and further an active layer are stacked in this order on the base substrate.
The semiconductor substrate according to any one of claims 7 to 11.
JP2010014610A 2009-01-28 2010-01-26 Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate Expired - Fee Related JP5427623B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010014610A JP5427623B2 (en) 2009-01-28 2010-01-26 Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate
TW099102376A TWI498942B (en) 2009-01-28 2010-01-28 Manufacturing method for semi condcutor substrate and semiconductor substrate

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009016928 2009-01-28
JP2009016928 2009-01-28
JP2010014610A JP5427623B2 (en) 2009-01-28 2010-01-26 Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010199568A true JP2010199568A (en) 2010-09-09
JP5427623B2 JP5427623B2 (en) 2014-02-26

Family

ID=42395416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010014610A Expired - Fee Related JP5427623B2 (en) 2009-01-28 2010-01-26 Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8507950B2 (en)
JP (1) JP5427623B2 (en)
KR (1) KR20110102893A (en)
CN (1) CN102301452A (en)
TW (1) TWI498942B (en)
WO (1) WO2010087151A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070053A (en) * 2011-09-21 2013-04-18 Internatl Rectifier Corp Group iii-v device structure having selectively reduced impurity concentration

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130092548A (en) * 2010-08-31 2013-08-20 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 Semiconductor substrate, insulated gate field effect transistor, and method for manufacturing semiconductor substrate
US20150380531A1 (en) * 2012-06-22 2015-12-31 Win Semiconductor Corp. Heterojunction bipolar transistor with improved current gain
US9786555B1 (en) 2016-04-12 2017-10-10 The Industry & Academic Cooperation In Chungnam National University (Iac) Method for reducing contact resistance
JP6479713B2 (en) * 2016-07-11 2019-03-06 株式会社Kokusai Electric Semiconductor device manufacturing method, program, and substrate processing apparatus
CN111578680B (en) * 2019-02-15 2022-01-11 北京北方华创微电子装备有限公司 Wafer drying method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268719A (en) * 1991-02-25 1992-09-24 Sumitomo Electric Ind Ltd Vapor growth method of compound semiconductor
JPH04280897A (en) * 1991-03-11 1992-10-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Vapor-phase growing process for compound semiconductor
JPH11345812A (en) * 1998-06-03 1999-12-14 Hitachi Cable Ltd Compound semiconductor epitaxial wafer and compound semiconductor device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02230746A (en) * 1989-03-03 1990-09-13 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH07111340A (en) * 1993-10-12 1995-04-25 Hitachi Cable Ltd Manufacture of light emitting diode
JP4717318B2 (en) * 2002-12-25 2011-07-06 住友化学株式会社 Compound semiconductor epitaxial substrate
JP4610858B2 (en) * 2003-02-12 2011-01-12 住友化学株式会社 Compound semiconductor epitaxial substrate
JP2006012915A (en) * 2004-06-22 2006-01-12 Hitachi Cable Ltd Group iii-v compound semiconductor device and its manufacturing method
JP4984511B2 (en) 2005-08-04 2012-07-25 日立電線株式会社 III-V compound semiconductor device
US7902571B2 (en) * 2005-08-04 2011-03-08 Hitachi Cable, Ltd. III-V group compound semiconductor device including a buffer layer having III-V group compound semiconductor crystal

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268719A (en) * 1991-02-25 1992-09-24 Sumitomo Electric Ind Ltd Vapor growth method of compound semiconductor
JPH04280897A (en) * 1991-03-11 1992-10-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Vapor-phase growing process for compound semiconductor
JPH11345812A (en) * 1998-06-03 1999-12-14 Hitachi Cable Ltd Compound semiconductor epitaxial wafer and compound semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070053A (en) * 2011-09-21 2013-04-18 Internatl Rectifier Corp Group iii-v device structure having selectively reduced impurity concentration

Also Published As

Publication number Publication date
CN102301452A (en) 2011-12-28
US8507950B2 (en) 2013-08-13
TWI498942B (en) 2015-09-01
TW201036037A (en) 2010-10-01
WO2010087151A1 (en) 2010-08-05
KR20110102893A (en) 2011-09-19
US20110281423A1 (en) 2011-11-17
JP5427623B2 (en) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5073968B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and manufacturing method thereof
TWI508280B (en) Semiconductor substrate, method for making a semiconductor substrate, and electronic device
JP5427623B2 (en) Semiconductor substrate manufacturing method and semiconductor substrate
WO2010116699A1 (en) Semiconductor substrate, method for manufacturing semiconductor substrate, method for evaluating semiconductor substrate, and electronic device
US8395187B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate and manufacturing method thereof
JP2013021024A (en) Transistor element
US9761686B2 (en) Semiconductor wafer, method of producing semiconductor wafer, and heterojunction bipolar transistor
JP3416051B2 (en) Method for manufacturing group III-V compound semiconductor device
JP2007042936A (en) Group iii-v compound semiconductor epitaxial wafer
JP2007235062A (en) Epitaxial wafer, electronic device, and vapor phase epitaxial growth method of iii-v compound semiconductor crystal
JP5507975B2 (en) Semiconductor substrate, electronic device, and method for manufacturing semiconductor substrate
JP5301507B2 (en) Compound semiconductor epitaxial substrate
JP2004241463A (en) Method of vapor depositing compound semiconductor
JPH06208963A (en) Semiconductor crystal substrate
JP2012054405A (en) Compound semiconductor epitaxial wafer, and method of manufacturing the same
JP5021585B2 (en) Compound semiconductor device and manufacturing method thereof
US8575659B1 (en) Carbon-beryllium combinationally doped semiconductor
JPH11251329A (en) Semiconductor wafer and manufacture thereof
JP2004241676A (en) Method of manufacturing compound semiconductor, semiconductor material, and semiconductor device
JP2005347499A (en) Epitaxial wafer for field effect transistor and epitaxial layer for high electron mobility transistor
JP2003273117A (en) Hetero-junction bipolar transistor
JPH0897442A (en) Compound semiconductor epitaxial wafer and semiconductor device
JP2011096722A (en) Compound semiconductor epitaxial wafer, method of manufacturing the same, and hemt element
JP2004103707A (en) Iii-v compound semiconductor element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5427623

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees